JP4748478B2 - 風力発電装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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）。
この特許文献１に記載された風力発電装置は、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拘わらず発電には何ら関与していない。
さらに、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。
又、前記従来の風力発電装置においては、自己始動性を有さない前記ダリウス翼の回転始動を、前記サボニウス翼の回転トルクを利用して行うように構成されているが、同一方向に回転するように配置された前記ダリウス翼及び前記サボニウス翼を単に係合させるだけである為、十分とは言えない。
特開平９−２８７５４６号公報
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、前記ダリウス翼及び前記サボニウス翼の回転を効率的に電気エネルギに変換させることができ、且つ、前記ダリウス翼の回転始動性を向上させ得る風力発電装置の提供を、一の目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、ダリウス翼と、サボニウス翼と、前記ダリウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体と、前記サボニウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体と、発電機と、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体と前記発電機とを作動連結する遊星伝動機構とを備えた風力発電装置であって、前記ダリウス翼は、所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させるように該ダリウス翼用出力回転体に作動連結され、前記サボニウス翼は、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体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出力回転体に作動連結され、前記遊星伝動機構を構成するインターナル部材，キャリア部材及びサン部材は、それぞれ、前記ダリウス翼用出力回転体，前記サボニウス翼用出力回転体及び前記発電機に作動連結されており、前記ダリウス翼の回転始動時に、前記サン部材に軸線回り前記第２方向への起動トルクが付与されるように構成されている風力発電装置を提供する。
好ましくは、前記サボニウス翼用出力回転体の前記第２方向への回転数が所定の閾値を超えると、前記サン部材に前記起動トルクが付与されるように構成することができる。
又、好ましくは、前記サン部材への前記起動トルクの付与は、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値を超えると、解除されるように構成することができる。
これに代えて、若しくは、加えて、前記サン部材への前記起動トルクの付与は、所定時間経過後に解除されるように構成し得る。
これに代えて、若しくは、加えて、前記サン部材への前記起動トルクの付与は、所定時間経過後に解除されるように構成し得る。
前記種々の態様において、好ましくは、前記サン部材への前記起動トルクの付与は、前記発電機に給電することにより行うことができる。
又、本発明は、前記目的を達成する為に、ダリウス翼と、サボニウス翼と、前記ダリウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体と、前記サボニウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体と、発電機と、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体と前記発電機とを作動連結する遊星伝動機構とを備えた風力発電装置であって、前記ダリウス翼は、所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させるように該ダリウス翼用出力回転体に作動連結され、前記サボニウス翼は、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体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出力回転体に作動連結され、前記遊星伝動機構は、前記発電機に作動連結されるサン部材と、前記ダリウス翼用出力回転体に作動連結されるインターナル部材と、前記サボニウス翼用出力回転体に作動連結される第１及び第２キャリア部材と、前記サン部材に係合した状態で前記第１キャリア部材に枢支される第１遊星部材と、前記第１遊星部材及び前記インターナル部材の双方に係合した状態で前記第２キャリア部材に枢支される第２遊星部材とを備え、前記サン部材には、前記サボニウス翼は回転し始めているが前記ダリウス翼は未回転状態の際に、前記サボニウス翼の回転に伴って該サン部材が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が作動的に付加されている風力発電装置を提供する。
一形態においては、前記サン部材と前記発電機とを作動的に連結する無端帯式伝動機構を備え得る。
好ましくは、前記無端帯式伝動機構は張力が調整可能とされる。
より好ましくは、前記無端帯式伝動機構は、前記サン部材の回転を前記発電機へ増速伝達するように構成される。
好ましくは、前記無端帯式伝動機構は張力が調整可能とされる。
より好ましくは、前記無端帯式伝動機構は、前記サン部材の回転を前記発電機へ増速伝達するように構成される。
他形態においては、前記サン部材に作動的に制動力を付加するブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構によって前記ダリウス翼始動用制動力が得られるように構成される。
好ましくは、前記ブレーキ機構は、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値を超えると、前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように構成される。
好ましくは、前記ブレーキ機構は、前記発電機の入力軸に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成される。
好ましくは、前記ブレーキ機構は、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値を超えると、前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように構成される。
好ましくは、前記ブレーキ機構は、前記発電機の入力軸に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成される。
前記種々の態様において、好ましくは、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体は同芯上に配置され得る。
前記種々の態様において、好ましくは、前記サン部材と前記発電機との間には、増速伝動機構が備えられる。
本発明の一態様に係る風力発電装置によれば、前記ダリウス翼が所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させ、前記サボニウス翼が前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体を軸線回りに前記第１方向とは反対の第２方向へ回転させると共に、遊星伝動機構を構成するインターナル部材，キャリア部材及びサン部材を、それぞれ、前記ダリウス翼用出力回転体，前記サボニウス翼用出力回転体及び前記発電機に作動連結させているので、前記ダリウス翼の回転と前記サボニウス翼の回転とを加算させた状態で前記発電機に入力させることができる。従って、前記ダリウス翼の回転及び前記サボニウス翼の回転を有効利用して、発電効率の向上を図ることができる。
さらに、本発明によれば、前記ダリウス翼の回転始動時に、前記サン部材に軸線回り前記第２方向への起動トルクを付与するように構成しているので、風速の如何に拘わらず、自己回転始動性を有さない前記ダリウス翼の回転始動を行うことができる。従って、従来の風力発電装置においては発電状態となり得なかった風速状態においても、有効に発電を行うことができる。
さらに、本発明によれば、前記ダリウス翼の回転始動時に、前記サン部材に軸線回り前記第２方向への起動トルクを付与するように構成しているので、風速の如何に拘わらず、自己回転始動性を有さない前記ダリウス翼の回転始動を行うことができる。従って、従来の風力発電装置においては発電状態となり得なかった風速状態においても、有効に発電を行うことができる。
前記サボニウス翼用出力回転体の前記第２方向への回転数が所定の閾値を超えると、前記サン部材に前記起動トルクを付与するように構成すれば、発電に適した風速となった時点で自動的に発電を開始させることができ、これにより、発電効率のさらなる向上を図ることができる。
又、前記サン部材への前記起動トルクの付与を、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値を超えると、解除するように構成すれば、前記ダリウス翼を確実に回転始動させることができると共に、該解除に伴って発電機の発電作用を開始させることができ、発電効率のさらなる向上を図ることができる。
又、前記サン部材への前記起動トルクの付与を前記発電機への給電によって行うように構成すれば、実質的に追加部材を備えることなく前記効果を奏することができ、コスト低廉化を図ることができる。
本発明の一態様に係る風力発電装置によれば、前記ダリウス翼が所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させ、前記サボニウス翼が前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体を軸線回りに前記第１方向とは反対の第２方向へ回転させると共に、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体の回転を発電機に伝達する遊星伝動機構が、前記発電機に作動連結されるサン部材と、前記ダリウス翼用出力回転体に作動連結されるインターナル部材と、前記サボニウス翼用出力回転体に作動連結される第１及び第２キャリア部材と、前記サン部材に係合した状態で前記第１キャリア部材に枢支される第１遊星部材と、前記第１遊星部材及び前記インターナル部材の双方に係合した状態で前記第２キャリア部材に枢支される第２遊星部材とを備えているので、前記ダリウス翼の回転と前記サボニウス翼の回転とを加算させた状態で前記発電機に入力させることができる。従って、前記ダリウス翼の回転及び前記サボニウス翼の回転を有効利用して、発電効率の向上を図ることができる。
さらに、本発明によれば、前記サン部材には、前記サボニウス翼は回転し始めているが前記ダリウス翼は未回転状態の際に、前記サボニウス翼の回転に伴って該サン部材が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が作動的に付加されているので、前記サボニウス翼の回転を利用して、自己回転始動性を有さない前記ダリウス翼の回転始動を行うことができる。従って、従来の風力発電装置においては発電状態となり得なかった風速状態においても、有効に発電を行うことができる。
さらに、本発明によれば、前記サン部材には、前記サボニウス翼は回転し始めているが前記ダリウス翼は未回転状態の際に、前記サボニウス翼の回転に伴って該サン部材が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が作動的に付加されているので、前記サボニウス翼の回転を利用して、自己回転始動性を有さない前記ダリウス翼の回転始動を行うことができる。従って、従来の風力発電装置においては発電状態となり得なかった風速状態においても、有効に発電を行うことができる。
前記サン部材と前記発電機とを作動的に連結する無端帯式伝動機構を備えれば、前記発電機の内部抵抗及び前記無端帯式伝動機構の回転抵抗によって前記ダリウス翼始動用制動力を得ることができる。従って、複雑で高コストにつく回転センサーやそれに付随する電気制御系を一切不要にしながらダリウス翼を自己始動させ得る。
又、前記無端帯式伝動機構の張力を調整可能とすれば、前記ダリウス翼始動用制動力の調整を容易に行うことができる。
又、前記無端帯式伝動機構の張力を調整可能とすれば、前記ダリウス翼始動用制動力の調整を容易に行うことができる。
前記サン部材に作動的に制動力を付加するブレーキ機構を備え、前記ブレーキ機構によって前記ダリウス翼始動用制動力が得られるように構成すれば、所望のタイミングで該ダリウス翼始動用制動力を付加させることができる。
例えば、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値以下の際には前記ダリウス翼始動用制動力を付加し、且つ、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が前記閾値を超えると前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように構成すれば、前記ダリウス翼の始動性を向上させつつ、前記ダリウス翼始動用制動力によって発電効率が悪化することを防止できる。
前記ブレーキ機構が前記発電機の入力軸に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成すれば、該ブレーキ機構の小型化を図ることができる。
例えば、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値以下の際には前記ダリウス翼始動用制動力を付加し、且つ、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が前記閾値を超えると前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように構成すれば、前記ダリウス翼の始動性を向上させつつ、前記ダリウス翼始動用制動力によって発電効率が悪化することを防止できる。
前記ブレーキ機構が前記発電機の入力軸に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成すれば、該ブレーキ機構の小型化を図ることができる。
又、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体を同芯上に配置すれば、風力発電装置全体の小型化を図ることができる。
又、前記サン部材と前記発電機との間に増速伝動機構を備えれば、前記発電機への入力回転数のさらなる高速化を図ることができ、これにより、該発電機に、より高速回転型の発電機を使用することができる。従って、該発電機として、市販流通量が多くて安価な自動車用オルタネータ等の使用が可能となり、コスト低廉化を図ることができる。
実施の形態１
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。
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。
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、ダリウス翼２０と、サボニウス翼４０と、前記ダリウス翼２０の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体１０と、前記サボニウス翼４０の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体３０と、発電機２００と、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０と前記発電機２００を作動連結する遊星伝動機構５０とを備えている。
具体的には、該風力発電装置１Ａは、ダリウス翼２０と、サボニウス翼４０と、前記ダリウス翼２０の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体１０と、前記サボニウス翼４０の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体３０と、発電機２００と、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０と前記発電機２００を作動連結する遊星伝動機構５０とを備えている。
本実施の形態においては、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０は、互いに同芯上に配置されている。
詳しくは、図１に示すように、前記サボニウス翼用出力回転体３０は、略垂直方向に立設され、且つ、該風力発電装置１Ａの全長と略等しい全長を有する回転軸とされている。
一方、前記ダリウス翼用出力回転体１０は、前記サボニウス翼用出力回転体３０を構成する前記回転軸の下方部分に相対回転自在に外挿された中空形状とされている。
詳しくは、図１に示すように、前記サボニウス翼用出力回転体３０は、略垂直方向に立設され、且つ、該風力発電装置１Ａの全長と略等しい全長を有する回転軸とされている。
一方、前記ダリウス翼用出力回転体１０は、前記サボニウス翼用出力回転体３０を構成する前記回転軸の下方部分に相対回転自在に外挿された中空形状とされている。
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出力回転体１０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出力回転体１０に作動連結されている。
これに対し、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出力回転体３０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出力回転体３０に作動連結されている。
これに対し、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出力回転体３０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出力回転体３０に作動連結されている。
本実施の形態においては、前記ダリウス翼２０及び前記サボニウス翼４０は、それぞれ、同芯上に配置された前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０に相対回転不能に支持されている。
従って、前記ダリウス翼２０及び前記サボニウス翼４０は、所定方向の風によって互いに反対方向に回転するような翼の向きで、対応する出力回転体１０，３０に支持されている。
従って、前記ダリウス翼２０及び前記サボニウス翼４０は、所定方向の風によって互いに反対方向に回転するような翼の向きで、対応する出力回転体１０，３０に支持されている。
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出力回転体１０を軸線回り第１方向Ｒ１へ回転させるように翼の向きが設定された状態で、該ダリウス翼用出力回転体１０に相対回転不能に支持されている。
なお、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出力回転体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出力回転体３０に相対回転自在に支持されている。
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出力回転体１０を軸線回り第１方向Ｒ１へ回転させるように翼の向きが設定された状態で、該ダリウス翼用出力回転体１０に相対回転不能に支持されている。
なお、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出力回転体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出力回転体３０に相対回転自在に支持されている。
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出力回転体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翼の向きが設定された状態で、該サボニウス翼用出力回転体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。
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。
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、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０を支持すると共に、前記遊星伝動機構５０及び前記発電機２００を収容する支持ボックス１００を備えている。
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、本実施の形態においては、図１〜図３に示すように、前記中間プレートは、上方から下方へ順に第１〜第３中間プレート１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを含んでいる。
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、本実施の形態においては、図１〜図３に示すように、前記中間プレートは、上方から下方へ順に第１〜第３中間プレート１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを含んでいる。
図３に示すように、前記ダリウス翼用出力回転体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及び前記第１中間プレート１０４ａ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、中空形状の前記ダリウス翼用出力回転体１０の内周面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、中空形状の前記ダリウス翼用出力回転体１０の内周面に軸線回り回転自在に支持されている。
前記遊星伝動機構５０は、サン部材５１と、前記サン部材５１に係合する遊星部材５４であって、自転しつつ前記サン部材５１の回りを公転する遊星部材５４と、前記遊星部材５４を枢支するキャリア部材５２と、前記遊星部材５４と係合するインターナル部材５３とを備えている。
なお、本実施の形態においては、図１及び図３に示すように、前記遊星伝動機構５０として遊星ギヤ機構が用いられている。該遊星ギヤ機構は、前記サン部材５１，前記キャリア部材５２，前記インターナル部材５３及び前記遊星部材５４として、それぞれ、サンギヤ，キャリア，インターナルギヤ及び遊星ギヤを備えている。
斯かる遊星ギヤ機構に代えて、前記遊星伝動機構５０をトラクション式すなわち摩擦伝動方式とすることも可能である。
この摩擦伝動方式の遊星伝動機構は、前記サン部材５１，前記キャリア部材５２，前記インターナル部材５３及び前記遊星部材５４として、それぞれ、太陽車，キャリア，インターナルリング及び遊星車を有し、前記太陽車、前記インターナルリング及び前記遊星車を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る。
斯かる遊星ギヤ機構に代えて、前記遊星伝動機構５０をトラクション式すなわち摩擦伝動方式とすることも可能である。
この摩擦伝動方式の遊星伝動機構は、前記サン部材５１，前記キャリア部材５２，前記インターナル部材５３及び前記遊星部材５４として、それぞれ、太陽車，キャリア，インターナルリング及び遊星車を有し、前記太陽車、前記インターナルリング及び前記遊星車を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る。
図３に示すように、前記インターナル部材５３は前記ダリウス翼用出力回転体１０に作動連結され、前記キャリア部材５２は前記サボニウス翼用出力回転体３０に作動連結され、且つ、前記サン部材５１は前記発電機２００に作動連結されている。
好ましくは、前記サン部材５１は、増速伝動機構６０を介して、前記発電機２００に作動連結される。
斯かる増速伝動機構６０を備えることにより、前記発電機２００への回転入力をより高速化させることができ、これにより、該発電機２００として、より高速回転型の発電機を使用することが可能となる。
斯かる増速伝動機構６０を備えることにより、前記発電機２００への回転入力をより高速化させることができ、これにより、該発電機２００として、より高速回転型の発電機を使用することが可能となる。
本実施の形態においては、図３に示すように、前記増速伝動機構６０として、第２遊星ギヤ機構が用いられている。
詳しくは、該第２遊星ギヤ機構は、第２インターナルギヤ６３と、前記第２インターナルギヤ６３に係合する第２遊星ギヤ６４と、前記第２遊星ギヤ６４を枢支する第２キャリア６２と、前記第２遊星ギヤ６４を介して前記第２インターナルギヤ６３に係合する第２サンギヤ６１とを有している。
前記第２インターナルギヤ６４は、回転不能となるように前記第２中間プレート１０４ｂに固定され、前記第２キャリア６２は前記サン部材５１に作動連結され、且つ、前記第２サンギヤ６１が前記発電機２００に作動連結されている。
詳しくは、該第２遊星ギヤ機構は、第２インターナルギヤ６３と、前記第２インターナルギヤ６３に係合する第２遊星ギヤ６４と、前記第２遊星ギヤ６４を枢支する第２キャリア６２と、前記第２遊星ギヤ６４を介して前記第２インターナルギヤ６３に係合する第２サンギヤ６１とを有している。
前記第２インターナルギヤ６４は、回転不能となるように前記第２中間プレート１０４ｂに固定され、前記第２キャリア６２は前記サン部材５１に作動連結され、且つ、前記第２サンギヤ６１が前記発電機２００に作動連結されている。
当然ながら、前記増速伝動機構６０として摩擦伝動式の遊星伝動機構を用いることも可能であるし、ベルト及びプーリー式等の無端帯式増速伝動機構６０Ｂを用いることも可能である（図４参照）。
前記発電機２００は、前記遊星伝動機構５０の前記サン部材５１に作動連結されている。
なお、本実施の形態においては、前述の通り、前記サン部材５１と前記発電機２００との間には前記増速伝動機構６０が介挿されている。
該発電機２００は、前記第３中間プレート１０４ｃに支持されている。
なお、本実施の形態においては、前述の通り、前記サン部材５１と前記発電機２００との間には前記増速伝動機構６０が介挿されている。
該発電機２００は、前記第３中間プレート１０４ｃに支持されている。
本実施の形態に係る風力発電装置１Ａにおいては、斯かる発電機２００が、前記ダリウス翼２０及び前記サボニウス翼４０の回転動力を電気エネルギに変換する発電作用に加えて、前記ダリウス翼２０の回転始動時に該ダリウス翼２０に起動トルクを与えるモータ作用を奏するように構成されている。
図５に、前記遊星伝動機構５０の横断平面図を示す。
図５(a)〜(c)は、それぞれ、前記サボニウス翼４０の回転始動時、前記ダリウス翼２０への起動トルク付与状態、及び、発電状態を示している。
図５(a)〜(c)は、それぞれ、前記サボニウス翼４０の回転始動時、前記ダリウス翼２０への起動トルク付与状態、及び、発電状態を示している。
微風状態においては、まず、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０が回転し始め、これにより、前記サボニウス翼用出力回転体３０及び該サボニウス翼用出力回転体３０に作動連結された前記キャリア部材５２が前記第２方向Ｒ２へ回転する（図５(a)参照）。
この際、自己始動性を有さない前記ダリウス翼２０は、風力によっては回転を開始できない。
なお、前記ダリウス翼用出力回転体１０に作動連結された前記インターナル部材５１は、前記キャリア部材５２の第２方向への回転に伴って若干第２方向Ｒ２へ回転するが、前記ダリウス翼２０の回転抵抗によって停止する。
又、前記発電機２００に作動連結された前記サン部材５１は固定状態とされており、従って、前記遊星部材５４は前記キャリア部材５２回り第２方向Ｒ２に回転する。
この際、自己始動性を有さない前記ダリウス翼２０は、風力によっては回転を開始できない。
なお、前記ダリウス翼用出力回転体１０に作動連結された前記インターナル部材５１は、前記キャリア部材５２の第２方向への回転に伴って若干第２方向Ｒ２へ回転するが、前記ダリウス翼２０の回転抵抗によって停止する。
又、前記発電機２００に作動連結された前記サン部材５１は固定状態とされており、従って、前記遊星部材５４は前記キャリア部材５２回り第２方向Ｒ２に回転する。
この状態において、前記発電機２００に給電して、該発電機２００によるモータ作用を実施する。
斯かる発電機２００のモータ作用によって、前記サン部材５１が前記キャリア部材５２の回転方向と同じ第２方向Ｒ２へ回転し、これにより、前記インターナル部材５３が第１方向Ｒ１へする（図５(b)参照）。このインターナルギヤ部材５３の第１方向Ｒ１への回転によって、前記ダリウス翼２０が第１方向Ｒ１へ回転し始める。
なお、この際、前記遊星部材５４は、前記キャリア部材５２回りに、前記サボニウス翼４０の回転始動時とは反対の第１方向へ回転する。
斯かる発電機２００のモータ作用によって、前記サン部材５１が前記キャリア部材５２の回転方向と同じ第２方向Ｒ２へ回転し、これにより、前記インターナル部材５３が第１方向Ｒ１へする（図５(b)参照）。このインターナルギヤ部材５３の第１方向Ｒ１への回転によって、前記ダリウス翼２０が第１方向Ｒ１へ回転し始める。
なお、この際、前記遊星部材５４は、前記キャリア部材５２回りに、前記サボニウス翼４０の回転始動時とは反対の第１方向へ回転する。
前記ダリウス翼２０は、一旦、回転し始めると、自己の慣性モーメントによって微風状態であっても第１方向Ｒ１への回転し続ける（図５(c)参照）。
前記ダリウス翼２０が回転し始めると、前記発電機２００への給電を停止して、該発電機２００に発電作用を行わせる。
前記ダリウス翼２０が回転し始めると、前記発電機２００への給電を停止して、該発電機２００に発電作用を行わせる。
斯かる構成の前記風力発電装置１Ａにおいては以下の効果を得ることができる。
即ち、本実施の形態においては、所定方向の風によって前記ダリウス翼２０が回転する際の前記ダリウス翼用出力回転体１０の回転方向（第１方向Ｒ１）と、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼４０が回転する際の前記サボニウス翼用出力回転体３０の回転方向（第２方向Ｒ２）とを反対とし、前記ダリウス翼用出力回転体１０の第１方向Ｒ１への回転及び前記サボニウス翼用出力回転体３０の第２方向Ｒ２への回転をそれぞれ前記インターナル部材５３及び前記キャリア部材５２へ入力させて、前記サン部材５１から合成出力を前記発電機２００に向けて出力させている。
従って、前記ダリウス翼２０の回転数及び前記サボニウス翼４０の回転数を加算した高回転数を前記発電機２００へ出力させることができ、これにより、発電効率の向上を図ることができる。
即ち、本実施の形態においては、所定方向の風によって前記ダリウス翼２０が回転する際の前記ダリウス翼用出力回転体１０の回転方向（第１方向Ｒ１）と、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼４０が回転する際の前記サボニウス翼用出力回転体３０の回転方向（第２方向Ｒ２）とを反対とし、前記ダリウス翼用出力回転体１０の第１方向Ｒ１への回転及び前記サボニウス翼用出力回転体３０の第２方向Ｒ２への回転をそれぞれ前記インターナル部材５３及び前記キャリア部材５２へ入力させて、前記サン部材５１から合成出力を前記発電機２００に向けて出力させている。
従って、前記ダリウス翼２０の回転数及び前記サボニウス翼４０の回転数を加算した高回転数を前記発電機２００へ出力させることができ、これにより、発電効率の向上を図ることができる。
又、本実施の形態においては、前述の通り、前記遊星伝動機構５０に加えて、前記増速伝動機構６０によっても前記発電機２００への入力回転数を増速させている。
即ち、前記風力発電装置１Ａにおいては、前記遊星伝動機構５０及び前記増速伝動機構６０によって、前記発電機２００への入力回転数を、市販流通量が多くて安価な自動車用オルタネータ等の高速回転型発電機が安定して発電動作する高回転数（例えば、1000rpm程度）まで、増速させることができる。従って、前記発電機２００のコスト低廉化を図ることができる。
即ち、前記風力発電装置１Ａにおいては、前記遊星伝動機構５０及び前記増速伝動機構６０によって、前記発電機２００への入力回転数を、市販流通量が多くて安価な自動車用オルタネータ等の高速回転型発電機が安定して発電動作する高回転数（例えば、1000rpm程度）まで、増速させることができる。従って、前記発電機２００のコスト低廉化を図ることができる。
さらに、本実施の形態においては、前述の通り、発電開始時に前記ダリウス翼２０に起動トルクを与えるように構成されており、従って、自己始動性を有さない前記ダリウス翼２０を風速の如何に拘わらず回転始動させることができる。
斯かる構成により、従来の風力発電装置においては発電作動状態へ移行できなかったような微風状態においても発電することができ、これにより、発電効率の向上を図ることができる。
該ダリウス翼２０は、一旦回転を始めると、自己の回転慣性モーメントによって、ある程度の微風状態であっても回転し続けることができる。
斯かる構成により、従来の風力発電装置においては発電作動状態へ移行できなかったような微風状態においても発電することができ、これにより、発電効率の向上を図ることができる。
該ダリウス翼２０は、一旦回転を始めると、自己の回転慣性モーメントによって、ある程度の微風状態であっても回転し続けることができる。
なお、本実施の形態においては、前述の通り、前記発電機２００に給電することで該発電機２００を起動用モータとしても利用し、これにより、追加部材の不要化を図っているが、当然ながら、専用の起動用モータ７０を別途を備えることも可能である（図７参照）。なお、図７中、図１又は図４に示す風力発電装置と同一部材には同一符号を付している。
該起動用モータ７０は、例えば、無端帯式伝動機構６０Ｃを介して前記サン部材５１に作動連結され得る。
このように、起動用モータを別途備える構成においては、前記発電機として、例えば、オルタネータ等のモータ作用を有さない安価な発電機２００Ｃを使用することができる。
該起動用モータ７０は、例えば、無端帯式伝動機構６０Ｃを介して前記サン部材５１に作動連結され得る。
このように、起動用モータを別途備える構成においては、前記発電機として、例えば、オルタネータ等のモータ作用を有さない安価な発電機２００Ｃを使用することができる。
好ましくは、前記風力発電装置１Ａに、前記発電機２００又は専用の起動用モータへの給電用電源として、バッテリを備えることができ、前記発電機２００又は前記発電機２００Ｃにより発電された電気エネルギの一部を該バッテリを充電させるように構成し得る。
斯かる構成に備えることにより、実質的に発電作業を自己完結状態で行うことができる。
なお、前記バッテリとしては、例えば、街路灯用の電源や避難場所における通信用電源、教材用の簡易電源、無人地等で使用される補助電源が例示される。
斯かる構成に備えることにより、実質的に発電作業を自己完結状態で行うことができる。
なお、前記バッテリとしては、例えば、街路灯用の電源や避難場所における通信用電源、教材用の簡易電源、無人地等で使用される補助電源が例示される。
本実施の形態においては、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与は、前記サボニウス翼４０の回転数が所定の閾値を超えると自動的に行われるようになっている。
詳しくは、前記風力発電装置１Ａは、前記サボニウス翼４０の回転数を検出するサボニウス翼回転速度センサ４５を有している。
本実施の形態においては、該サボニウス翼回転速度センサ４５は、図３に示すように、前記サボニウス翼用出力回転体４０に相対回転不能に支持された後述するブレーキディスク１５１の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、該サボニウス翼回転速度センサ４５は、前記ブレーキディスク１５１に設けられた被検出体４６の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、前記風力発電装置１Ａは、前記サボニウス翼４０の回転数を検出するサボニウス翼回転速度センサ４５を有している。
本実施の形態においては、該サボニウス翼回転速度センサ４５は、図３に示すように、前記サボニウス翼用出力回転体４０に相対回転不能に支持された後述するブレーキディスク１５１の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、該サボニウス翼回転速度センサ４５は、前記ブレーキディスク１５１に設けられた被検出体４６の回転速度を検出するように構成されている。
このように、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与を前記サボニウス翼４０の回転数に基づいて行うように構成することで、風速が発電に適した状態になれば自動的に発電作業を開始させることができる。
又、本実施の形態においては、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与状態は、該ダリウス翼２０の回転数が所定の閾値を超えると自動的に解除されるようになっている。
詳しくは、前記風力発電装置１Ａは、前記ダリウス翼２０の回転数を検出するダリウス翼回転速度センサ２５を有している。
本実施の形態においては、該ダリウス翼回転速度センサ２５は、図３に示すように、前記ダリウス翼用出力回転体１０の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、該ダリウス翼回転速度センサ２５は、前記ダリウス翼用出力回転体１０の外周面に設けられた被検出体２６の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、前記風力発電装置１Ａは、前記ダリウス翼２０の回転数を検出するダリウス翼回転速度センサ２５を有している。
本実施の形態においては、該ダリウス翼回転速度センサ２５は、図３に示すように、前記ダリウス翼用出力回転体１０の回転速度を検出するように構成されている。
詳しくは、該ダリウス翼回転速度センサ２５は、前記ダリウス翼用出力回転体１０の外周面に設けられた被検出体２６の回転速度を検出するように構成されている。
このように、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与解除を、該ダリウス翼２０の回転数に基づいて行うように構成することで、該ダリウス翼２０が自己の回転慣性モーメントによって回転し続け得る状態になれば自動的に前記発電機２００をモータ作用状態から発電作用状態へ切り替えることができ、これにより、発電効率の向上を図ることができる。
なお、斯かる構成に代えて、又は、加えて、前記ダリウス翼２０への起動トルク付与を、所定時間経過後に自動的に解除させることも可能である。
又、当然ながら、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与及び解除を、手動操作で行うように構成することも可能である。
又、当然ながら、前記ダリウス翼２０への起動トルクの付与及び解除を、手動操作で行うように構成することも可能である。
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、ブレーキ装置１５０を備えている。
該ブレーキ装置１５０は、前記サボニウス翼４０及び前記ダリウス翼２０の回転停止時に、前記風力発電装置１Ａを選択的に発電可能状態又は発電停止状態に設定する為に備えられる。
従って、該ブレーキ装置１５０は、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０に対して制動力を付加し得るように構成されている。
該ブレーキ装置１５０は、前記サボニウス翼４０及び前記ダリウス翼２０の回転停止時に、前記風力発電装置１Ａを選択的に発電可能状態又は発電停止状態に設定する為に備えられる。
従って、該ブレーキ装置１５０は、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０に対して制動力を付加し得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出力回転体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前記ブレーキディスク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の双方が可動パッドとされている。
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の双方が可動パッドとされている。
さらに、前記ブレーキ装置１５０は、ブレーキアクチュエータ１８０と、該ブレーキアクチュエータ１８０によって作動される作動機構１６０とを備えている。
本実施の形態においては、該作動機構１６０は、油圧によって前記ブレーキパッド１５５を作動させるように構成されている。
本実施の形態においては、該作動機構１６０は、油圧によって前記ブレーキパッド１５５を作動させるように構成されている。
図６に、該油圧作動機構１６０の模式図を示す。
図６に示すように、該油圧作動機構１６０は、前記ブレーキパッド１５５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ブレーキパッド保持ケース１６１と、一端部が前記ブレーキパッド１５５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とを備えている。
図６に示すように、該油圧作動機構１６０は、前記ブレーキパッド１５５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ブレーキパッド保持ケース１６１と、一端部が前記ブレーキパッド１５５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とを備えている。
そして、前記ブレーキアクチュエータ１８０として作用する電動アクチュエータのピストン１８１が、前記押動アーム１６６を前記枢支軸１６６ａ回りに揺動させるように構成されている。
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を有しており（図６参照）、該手動操作用係合部１６６ｃには、手動操作部材１９０が係合されている（図３参照）。
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を有しており（図６参照）、該手動操作用係合部１６６ｃには、手動操作部材１９０が係合されている（図３参照）。
実施の形態２
以下、本発明に係る風力発電装置の他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図８に、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｄの概略正面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
以下、本発明に係る風力発電装置の他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図８に、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｄの概略正面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
図８に示すように、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｄは、前記ダリウス翼２０と、前記サボニウス翼４０と、前記ダリウス翼用出力回転体１０と、前記サボニウス翼用出力回転体３０と、発電機２００Ｃと、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０と前記発電機２００Ｃとを作動連結する遊星伝動機構５０Ｄとを備えている。
さらに、前記風力発電装置１Ｄは、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０並びに前記遊星伝動機構５００Ｄ及び前記発電機２００Ｃを支持する支持フレーム１００Ｄを備えている。
さらに、前記風力発電装置１Ｄは、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記サボニウス翼用出力回転体３０並びに前記遊星伝動機構５００Ｄ及び前記発電機２００Ｃを支持する支持フレーム１００Ｄを備えている。
図９に、前記支持フレーム１００Ｄの縦断正面図を示す。
図８及び図９に示すように、前記遊星伝動機構５０Ｄは、ダブル遊星伝動機構とされている。
詳しくは、該遊星伝動機構５０Ｄは、前記サン部材５１と、前記サン部材５１に係合する第１遊星部材５４１であって、自転しつつ該サン部材５１の回りを公転する第１遊星部材５４１と、前記第１遊星部材５４１を枢支する第１キャリア部材５２１と、前記インターナル部材５３と、前記第１遊星部材５４１及び前記インターナル部材５３の双方に係合する第２遊星部材５４２であって、自転しつつ前記インターナル部材５３の内周に沿って公転する第２遊星部材５４２と、前記第２遊星部材５４２を枢支する第２キャリア部材５２２とを備えている。
図８及び図９に示すように、前記遊星伝動機構５０Ｄは、ダブル遊星伝動機構とされている。
詳しくは、該遊星伝動機構５０Ｄは、前記サン部材５１と、前記サン部材５１に係合する第１遊星部材５４１であって、自転しつつ該サン部材５１の回りを公転する第１遊星部材５４１と、前記第１遊星部材５４１を枢支する第１キャリア部材５２１と、前記インターナル部材５３と、前記第１遊星部材５４１及び前記インターナル部材５３の双方に係合する第２遊星部材５４２であって、自転しつつ前記インターナル部材５３の内周に沿って公転する第２遊星部材５４２と、前記第２遊星部材５４２を枢支する第２キャリア部材５２２とを備えている。
前記実施の形態１におけると同様に、前記インターナル部材５３及び前記サン部材５１は、それぞれ、前記ダリウス翼用出力回転体１０及び前記発電機２００Ｃに作動連結されている。
これに対し、前記サボニウス翼用出力回転体３０は、前記第１キャリア部材５２１及び前記第２キャリア部材５２２の双方に作動連結されている。
なお、該遊星伝動機構５０Ｄの動作説明については後述する。
又、本実施の形態においては、図８及び図９に示すように、前記遊星伝動機構５０Ｄとして遊星ギヤ機構が用いられているが、当然ながら、トラクション式すなわち摩擦伝動方式とすることも可能である。
これに対し、前記サボニウス翼用出力回転体３０は、前記第１キャリア部材５２１及び前記第２キャリア部材５２２の双方に作動連結されている。
なお、該遊星伝動機構５０Ｄの動作説明については後述する。
又、本実施の形態においては、図８及び図９に示すように、前記遊星伝動機構５０Ｄとして遊星ギヤ機構が用いられているが、当然ながら、トラクション式すなわち摩擦伝動方式とすることも可能である。
図８及び図９に示すように、前記支持フレーム１００Ｄは、前記ベースプレート１０１と、前記ベースプレート１０１に支柱等を介して支持された前記第１中間プレート１０４ａ及び前記第３中間プレート１０４ｃとを備えている。
なお、図８及び図９中の符号１１０は、前記発電機２００Ｃ及び前記遊星歯車機構５０Ｄを覆うように前記ベースプレート１０１及び前記中間プレート１０４ａ，１０４ｃに取り付けられるカバーである。
なお、図８及び図９中の符号１１０は、前記発電機２００Ｃ及び前記遊星歯車機構５０Ｄを覆うように前記ベースプレート１０１及び前記中間プレート１０４ａ，１０４ｃに取り付けられるカバーである。
さらに、前記風力発電装置１Ｄは、図８及び図９に示すように、前記構成に加えて、ブレーキ装置１５０Ｄを備えている。
該ブレーキ装置１５０Ｄは、前記実施の形態１における前記ブレーキ装置１５０と同様、前記サボニウス翼４０及び前記ダリウス翼２０の回転停止時に、前記風力発電装置１Ｄを選択的に発電可能状態又は発電停止状態に設定する為に備えられる。
従って、該ブレーキ装置１５０Ｄも、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０に対して制動力を付加し得るように構成されている。
該ブレーキ装置１５０Ｄは、前記実施の形態１における前記ブレーキ装置１５０と同様、前記サボニウス翼４０及び前記ダリウス翼２０の回転停止時に、前記風力発電装置１Ｄを選択的に発電可能状態又は発電停止状態に設定する為に備えられる。
従って、該ブレーキ装置１５０Ｄも、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０に対して制動力を付加し得るように構成されている。
なお、本実施の形態における前記ブレーキ装置１００Ｄは、詳細は後述するトグル機構を備えており、一旦ブレーキ作動状態になると、外力が加わらない限りブレーキ解除状態にならないように構成されている。
具体的には、該ブレーキ装置１５０Ｄは、固定部材７００と、前記ブレーキディスク１５１と、一対のブレーキアーム７１０と、一対のクランクアーム７３０と、一対の操作アーム７４０と、対応する前記操作アーム７４０及び前記クランクアーム７３０を連結する一対のトグル機構７５０と、手動アクチュエータ７６０と、電動アクチュエータ７７０とを備えている。
前記一対のブレーキアーム７１０は、前記ブレーキディスク１５１を挟んで互いに対向するように該ブレーキディスクと略直交する方向に沿って配置されており、それぞれ、基端部が対応する前記クランクアーム７３０に連結され且つ前記ブレーキディスク１５１と対向する自由端部にブレーキパッドが設けられている。
前記一対のクランクアーム７３０は、それぞれ、対応する前記ブレーキアーム７１０を支持した状態で前記ブレーキディスク１５１と略平行に配置されている。
詳しくは、前記クランクアーム７３０は、基端部が前記ブレーキディスク１５１と略平行な第１枢支ピン７８１を介して前記固定部材７００に揺動自在に連結され、さらに、該基端部が前記第１枢支ピン７８１と略平行な第２枢支ピン７８２を介して前記操作アーム７４０の先端部に揺動自在に連結されている。
斯かる一対のクランクアーム７３０は、それぞれ、対応する前記操作アーム７４０によって、前記第１枢支ピン７８１回り一方側（先端部が前記ブレーキディスク１５１に近接する側）へ揺動されることでブレーキ作動位置をとり、且つ、前記第１枢支ピン７８１回り他方側（先端部が前記ブレーキディスク１５１から離間する側）へ揺動されることでブレーキ解除位置をとるようになっている。
詳しくは、前記クランクアーム７３０は、基端部が前記ブレーキディスク１５１と略平行な第１枢支ピン７８１を介して前記固定部材７００に揺動自在に連結され、さらに、該基端部が前記第１枢支ピン７８１と略平行な第２枢支ピン７８２を介して前記操作アーム７４０の先端部に揺動自在に連結されている。
斯かる一対のクランクアーム７３０は、それぞれ、対応する前記操作アーム７４０によって、前記第１枢支ピン７８１回り一方側（先端部が前記ブレーキディスク１５１に近接する側）へ揺動されることでブレーキ作動位置をとり、且つ、前記第１枢支ピン７８１回り他方側（先端部が前記ブレーキディスク１５１から離間する側）へ揺動されることでブレーキ解除位置をとるようになっている。
前記一対のトグル機構７５０は、それぞれ、対応する前記操作アーム７４０の先端部を前記固定部材７００に連結するリンク部材７５１を有している。
該リンク部材７５１は、一端部が、前記第１及び前記第２枢支ピン７８１，７８２と略平行な第３枢支ピン７８３を介して前記固定部材７００に揺動自在に連結され、且つ、他端部が、前記第３枢支ピン７８３と略平行な第４枢支ピン７８４を介して対応する前記操作アーム７４０の先端部に揺動自在に連結されている。
該リンク部材７５１は、一端部が、前記第１及び前記第２枢支ピン７８１，７８２と略平行な第３枢支ピン７８３を介して前記固定部材７００に揺動自在に連結され、且つ、他端部が、前記第３枢支ピン７８３と略平行な第４枢支ピン７８４を介して対応する前記操作アーム７４０の先端部に揺動自在に連結されている。
該トグル機構７５０は、対応する前記クランクアーム７３０がブレーキ解除位置に位置する際には、前記第４枢支ピン７８４の中心位置が前記第２枢支ピン７８２及び前記第３枢支ピン７８３の中心位置を通る仮想線よりも対応する前記操作アーム７４０の基端側に位置し、且つ、対応する前記クランクアーム７３０がブレーキ作動位置に位置する際には、前記第４枢支ピン７８４の中心位置が前記仮想線上又は該仮想線よりも対応する前記操作アーム７４０の先端側に位置するようになっている。
斯かるトグル機構７５０を備えることにより、前記クランクアーム７３０がブレーキ作動位置に位置されると、前記操作レバー７４０に外力を加えない限り、該クランクアーム７３０をブレーキ作動位置に保持することができる。
斯かるトグル機構７５０を備えることにより、前記クランクアーム７３０がブレーキ作動位置に位置されると、前記操作レバー７４０に外力を加えない限り、該クランクアーム７３０をブレーキ作動位置に保持することができる。
前記手動アクチュエータ７６０及び前記電動アクチュエータ７７０は、それぞれ、前記操作アーム７４０の基端部に連結されている。
即ち、本実施の形態においては、前記手動アクチュエータ７６０及び前記電動アクチュエータ７７０の何れによっても、前記操作アーム７４０を移動させ得るようになっている。
即ち、本実施の形態においては、前記手動アクチュエータ７６０及び前記電動アクチュエータ７７０の何れによっても、前記操作アーム７４０を移動させ得るようになっている。
前記手動アクチュエータ７６０は、長尺の手動操作部材７６１を有している。
該手動操作部材７６１は、一端部が前記操作アーム７４０の基端部に連結された状態で長手方向に移動可能とされている。
斯かる手動操作部材７６１を長手方向一方側（図示の形態においては上方）へ移動させると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ作動位置へ移動させる。
反対に、該手動操作部材７６１を長手方向他方側（図示の形態においては下方）へ移動させると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ解除位置へ移動させるようになっている。
該手動操作部材７６１は、一端部が前記操作アーム７４０の基端部に連結された状態で長手方向に移動可能とされている。
斯かる手動操作部材７６１を長手方向一方側（図示の形態においては上方）へ移動させると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ作動位置へ移動させる。
反対に、該手動操作部材７６１を長手方向他方側（図示の形態においては下方）へ移動させると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ解除位置へ移動させるようになっている。
前記電動アクチュエータ７７０は、電動モータ７７１と、該電動モータ７７１及び前記操作アーム７４０の基端部の間を連結する操作部材２７２とを有している。
前記操作部材７７２は、前記電動モータ７７１によって長手方向に移動され得るようになっている。
斯かる電動アクチュエータ７７０は、前記電動モータ７７１が前記一対の操作アーム７４０の一方に連結され且つ前記操作アーム７７２の自由端部が前記一対の操作アームの他方に連結されている。
前記操作部材７７２は、前記電動モータ７７１によって長手方向に移動され得るようになっている。
斯かる電動アクチュエータ７７０は、前記電動モータ７７１が前記一対の操作アーム７４０の一方に連結され且つ前記操作アーム７７２の自由端部が前記一対の操作アームの他方に連結されている。
該電動アクチュエータ７７０においては、前記電動モータ７７１によって前記操作部材７７２が伸長する方向へ移動されると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ作動位置へ移動させ、且つ、該電動モータ７７１によって該操作部材７７２が短縮する方向へ移動されると、これに連動して、前記操作アーム７４０が前記クランクアーム７３０をブレーキ解除位置へ移動させるようになっている。
次に、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｄにおいて、前記ダリウス翼を自己始動させる為に採用されている構成について説明する。
本実施の形態に係る前記風力発電装置１Ｄにおいては、前記サン部材５１に、前記サボニウス翼４０は回転し始めているが前記ダリウス翼２０は未回転状態の際に、前記サボニウス翼４０の回転に伴って該サン部材５１が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が付加されるように構成されており、これにより、前記サボニウス翼２０の自己始動を、複雑で高コストにつく回転センサーやそれに付随する電気制御系を一切不要としながら実現させている。
本実施の形態に係る前記風力発電装置１Ｄにおいては、前記サン部材５１に、前記サボニウス翼４０は回転し始めているが前記ダリウス翼２０は未回転状態の際に、前記サボニウス翼４０の回転に伴って該サン部材５１が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が付加されるように構成されており、これにより、前記サボニウス翼２０の自己始動を、複雑で高コストにつく回転センサーやそれに付随する電気制御系を一切不要としながら実現させている。
この点について、図１０を参照しつつ詳述する。
図１０は、前記遊星伝動機構５０Ｄの動作を説明する為の横断平面図であり、図１０(a)は前記ダリウス翼２０へ始動トルクが付与されている状態を示し、図１０(b)は前記発電機２００Ｃによる発電可能状態を示している。
図１０は、前記遊星伝動機構５０Ｄの動作を説明する為の横断平面図であり、図１０(a)は前記ダリウス翼２０へ始動トルクが付与されている状態を示し、図１０(b)は前記発電機２００Ｃによる発電可能状態を示している。
微風状態においては、まず、自己始動性を有する前記サボニウス翼４０が前記第２方向Ｒ２へ回転し始める（図１０(a)）。この際、前述の通り、前記サン部材５１には前記ダリウス翼始動用制動力が付加されており、従って、該サン部材５１は、前記サボニウス翼４０のみが回転している状態においては、回転しないようになっている。
つまり、前記サボニウス翼用出力回転体３０に作動連結されている前記第１キャリア部材５２１及び前記第２キャリア部材５２２は、前記サボニウス翼４０の回転に伴ってＲ２方向へ公転するが、この際、前記サン部材５１は前記ダリウス翼始動用制動力によって固定状態に保持されたままとなる。
従って、前記第１及び第２キャリア部材５２１，５２２のＲ２方向への公転に伴って、前記第１遊星部材５４１は該第１キャリア部材５２１回りにＲ２方向へ自転し、該第１遊星部材５４１と係合する前記第２遊星部材５４２は前記第２キャリア部材５２２回りにＲ１方向へ自転する（図１０(a)）。
斯かる前記第２遊星部材５４２のＲ１方向への自転は、前記インターナル部材５３に対してＲ１方向への起動トルクとして作用し、これにより、前記ダリウス翼２０がＲ１方向へ回転し始める。
つまり、前記サボニウス翼用出力回転体３０に作動連結されている前記第１キャリア部材５２１及び前記第２キャリア部材５２２は、前記サボニウス翼４０の回転に伴ってＲ２方向へ公転するが、この際、前記サン部材５１は前記ダリウス翼始動用制動力によって固定状態に保持されたままとなる。
従って、前記第１及び第２キャリア部材５２１，５２２のＲ２方向への公転に伴って、前記第１遊星部材５４１は該第１キャリア部材５２１回りにＲ２方向へ自転し、該第１遊星部材５４１と係合する前記第２遊星部材５４２は前記第２キャリア部材５２２回りにＲ１方向へ自転する（図１０(a)）。
斯かる前記第２遊星部材５４２のＲ１方向への自転は、前記インターナル部材５３に対してＲ１方向への起動トルクとして作用し、これにより、前記ダリウス翼２０がＲ１方向へ回転し始める。
一旦、前記ダリウス翼２０がＲ１方向へ回転し始めると、該ダリウス翼２０は、自己の慣性モーメントによって微風状態であっても第１方向Ｒ１への回転し続ける（図１０(b)参照）。
従って、前記サン部材５１は、前記サボニウス翼４０のＲ２方向への回転数及び前記サボニウス翼２０のＲ１方向への回転数を合成した回転数で回転し、該合成回転数に応じた回転数によって前記発電機２００Ｃが発電を行う。
従って、前記サン部材５１は、前記サボニウス翼４０のＲ２方向への回転数及び前記サボニウス翼２０のＲ１方向への回転数を合成した回転数で回転し、該合成回転数に応じた回転数によって前記発電機２００Ｃが発電を行う。
なお、前記サン部材５１には前記ダリウス翼始動用制動力が付加されているが、前記ダリウス翼２０が一旦回転し始めると、該ダリウス翼２０の慣性モーメントが前記ダリウス翼始動用制動力を上回ることになる。
従って、前記ダリウス翼２０がＲ１方向へ回転し始めた後においては、前記サン部材５１は、前記サボニウス翼４０の回転及び前記ダリウス翼２０の回転の合成回転によって、前記ダリウス翼始動用制動力に抗してＲ１方向に回転する。
従って、前記ダリウス翼２０がＲ１方向へ回転し始めた後においては、前記サン部材５１は、前記サボニウス翼４０の回転及び前記ダリウス翼２０の回転の合成回転によって、前記ダリウス翼始動用制動力に抗してＲ１方向に回転する。
このように、前記サン部材５１に前記ダリウス翼始動用制動力を付加しておくことにより、自己始動に基づく前記サボニウス翼４０の回転力を前記ダリウス翼２０の起動トルクとして利用することができる。
従って、自己始動性を有さない前記ダリウス翼２０を有効に回転始動させることができる。
従って、自己始動性を有さない前記ダリウス翼２０を有効に回転始動させることができる。
図８及び図９に示すように、本実施の形態においては、前記発電機２００Ｃは、無端帯式伝動機構６０Ｂを介して、前記サン部材５１に作動連結されている。
斯かる構成においては、前記ダリウス翼始動用制動力は、前記発電機２００Ｃの内部抵抗及び前記無端帯式伝動機構６０Ｂの回転抵抗によって得られる。
斯かる構成においては、前記ダリウス翼始動用制動力は、前記発電機２００Ｃの内部抵抗及び前記無端帯式伝動機構６０Ｂの回転抵抗によって得られる。
好ましくは、前記無端帯式伝動機構６０Ｂにおける無端帯の張力を調整可能とすることができる。
本実施の形態においては、図９に示すように、前記発電機２００Ｃは、前記ベースプレート１０１に立設された取付ステー３００によって、前記サン部材５１に対する相対位置が調整可能に支持に支持されており、これにより、前記無端帯式伝動機構６０Ｂの張力を変更し得るようになっている。
本実施の形態においては、図９に示すように、前記発電機２００Ｃは、前記ベースプレート１０１に立設された取付ステー３００によって、前記サン部材５１に対する相対位置が調整可能に支持に支持されており、これにより、前記無端帯式伝動機構６０Ｂの張力を変更し得るようになっている。
詳しくは、前記取付ステー３００は、前記ベースプレートに固定される底壁部３０１と、該底壁部３０１から上方に延びる側壁部３０２と、前記側壁部３０２の上端部から水平に延びる上壁部３０３とを有している。
前記発電機２００Ｃは、支持プレート３５０を介して前記上壁部３０３に支持されている。
前記支持プレート３５０は、前記上壁部３０３に載置される載置部３５１と、前記側壁部３０２と対向するように前記載置部３５１から下方へ延びる対向部３５２とを有している。
そして、前記側壁部３０２には、ボルト等のテンション付与部材３３０が軸線位置調整可能に設けられており、該テンション付与部材３３０の自由端部が前記対向部３５２と当接するようになっている。
前記発電機２００Ｃは、支持プレート３５０を介して前記上壁部３０３に支持されている。
前記支持プレート３５０は、前記上壁部３０３に載置される載置部３５１と、前記側壁部３０２と対向するように前記載置部３５１から下方へ延びる対向部３５２とを有している。
そして、前記側壁部３０２には、ボルト等のテンション付与部材３３０が軸線位置調整可能に設けられており、該テンション付与部材３３０の自由端部が前記対向部３５２と当接するようになっている。
斯かる構成により、前記テンション付与部材３３０の前記側壁部３０２に対する軸線方向位置を調整することにより、前記発電機２００Ｃの前記サン部材５１に対する相対位置が変更され、これにより、前記無端帯式伝動機構６０Ｂの張力が変化するようになっている。
このように、前記無端帯式伝動機構６０Ｂの張力を可変とすることにより、前記ダリウス翼始動用制動力の調整が可能となる。従って、前記ダリウス翼始動用制動力を所望の大きさに容易に調整することができる。
このように、前記無端帯式伝動機構６０Ｂの張力を可変とすることにより、前記ダリウス翼始動用制動力の調整が可能となる。従って、前記ダリウス翼始動用制動力を所望の大きさに容易に調整することができる。
斯かる構成の風力発電装置１Ｄにおいても、前記実施の形態１におけると同様に、前記ダリウス翼２０の回転及び前記サボニウス翼４０の回転を有効利用して発電効率の向上を図ることができると共に、前記ダリウス翼２０の始動性を向上させることができる。
又、本実施の形態においては、前述の通り、前記サボニウス翼４０の回転を利用して前記ダリウス翼２０に始動トルクを付与するように構成されており、その為、前記発電機２００Ｃとしてモータ作用を備えた発電機を採用する必要がなく、又、専用の駆動モータを備える必要もない。従って、前記ダリウス翼２０の始動性向上を図りつつ、コスト低廉化を図ることができる。
又、本実施の形態においては、前述の通り、前記サボニウス翼４０の回転を利用して前記ダリウス翼２０に始動トルクを付与するように構成されており、その為、前記発電機２００Ｃとしてモータ作用を備えた発電機を採用する必要がなく、又、専用の駆動モータを備える必要もない。従って、前記ダリウス翼２０の始動性向上を図りつつ、コスト低廉化を図ることができる。
さらに、本実施の形態においては、前記無端帯式伝動機構６０Ｂは、前記サン部材５１の回転数を増速して前記発電機２００Ｃに伝達するように構成されている。
従って、前記発電機２００Ｃとして、安価な自動車用オルタネータ等の高速回転型発電機を好適に使用することができる。
従って、前記発電機２００Ｃとして、安価な自動車用オルタネータ等の高速回転型発電機を好適に使用することができる。
実施の形態３
以下、本発明に係る風力発電装置のさらに他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１１に、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｅの概略正面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１又は２におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
以下、本発明に係る風力発電装置のさらに他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１１に、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｅの概略正面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１又は２におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
前述の通り、前記実施の形態２に係る風力発電装置１Ｄにおいては、前記発電機２００Ｃの内部抵抗及び前記無端帯式伝動機構６０Ｂの回転抵抗によって前記ダリウス翼始動用制動力を得ていた。
これに対し、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｅは、前記サン部材５１に作動的に制動力を付加する始動用ブレーキ機構４００を備えており、前記始動用ブレーキ機構４００によって前記ダリウス翼始動用制動力が得られるように構成されている。
なお、本実施の形態においては、前記始動用ブレーキ機構４００によって前記ダリウス翼始動用制動力を得るように構成した為、該風力発電装置１Ｄは、前記無端帯式伝動機構６０Ｂに代えて、遊星式伝動機構６０を備えている。
これに対し、本実施の形態に係る風力発電装置１Ｅは、前記サン部材５１に作動的に制動力を付加する始動用ブレーキ機構４００を備えており、前記始動用ブレーキ機構４００によって前記ダリウス翼始動用制動力が得られるように構成されている。
なお、本実施の形態においては、前記始動用ブレーキ機構４００によって前記ダリウス翼始動用制動力を得るように構成した為、該風力発電装置１Ｄは、前記無端帯式伝動機構６０Ｂに代えて、遊星式伝動機構６０を備えている。
好ましくは、前記始動用ブレーキ機構４００は、前記発電機２００Ｃの入力軸２１０に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成され得る。
斯かる構成を備えることにより、前記ダリウス翼始動用制動力を高速回転する前記入力軸２１０に付加させることができ、これにより、前記始動用ブレーキ機構４００の小型化を図ることができる。
斯かる構成を備えることにより、前記ダリウス翼始動用制動力を高速回転する前記入力軸２１０に付加させることができ、これにより、前記始動用ブレーキ機構４００の小型化を図ることができる。
より好ましくは、前記始動用ブレーキ機構４００は、前記ダリウス翼始動用制動力の付加を選択的に係合又は解除し得るように構成され得る。
斯かる構成を備えることにより、前記ダリウス翼２０の始動時にのみ前記ダリウス翼始動用制動力を付加させ、前記発電機２００Ｃの発電中においては前記ダリウス翼始動用制動力を解除することができる。
従って、前記ダリウス翼２０の始動性向上を図りつつ、前記発電機２００Ｃによる発電効率の向上を図ることができる。
斯かる構成を備えることにより、前記ダリウス翼２０の始動時にのみ前記ダリウス翼始動用制動力を付加させ、前記発電機２００Ｃの発電中においては前記ダリウス翼始動用制動力を解除することができる。
従って、前記ダリウス翼２０の始動性向上を図りつつ、前記発電機２００Ｃによる発電効率の向上を図ることができる。
前記始動用ブレーキ機構の係合又は解除の切換は、例えば、前記ダリウス翼回転速度センサ２５（図３参照）からの検出信号に基づき行うことができる。
即ち、前記ダリウス翼用出力回転体１０の前記第１方向Ｒ１への回転数が所定の閾値以下の場合には前記始動用ブレーキ機構４００が前記ダリウス翼始動用制動力を付加し、且つ、前記ダリウス翼用出力回転体１０の前記第１方向Ｒ１への回転数が前記閾値を超えると前記始動用ブレーキ機構４００が前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように、自動制御され得る。
即ち、前記ダリウス翼用出力回転体１０の前記第１方向Ｒ１への回転数が所定の閾値以下の場合には前記始動用ブレーキ機構４００が前記ダリウス翼始動用制動力を付加し、且つ、前記ダリウス翼用出力回転体１０の前記第１方向Ｒ１への回転数が前記閾値を超えると前記始動用ブレーキ機構４００が前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように、自動制御され得る。
１Ａ〜１Ｅ 風力発電装置
１０ ダリウス翼用出力回転体
２０ ダリウス翼
３０ サボニウス翼用出力回転体
４０ サボニウス翼
５０ 遊星伝動機構
５１ サン部材
５２ キャリア部材
５３ インターナル部材
６０ 増速伝動機構
６０Ｂ 無端帯式伝動機構
２００，２００Ｃ 発電機
４００ ダリウス翼始動用ブレーキ機構
Ｘ 風の向き
Ｒ１ 第１方向
Ｒ２ 第２方向
１０ ダリウス翼用出力回転体
２０ ダリウス翼
３０ サボニウス翼用出力回転体
４０ サボニウス翼
５０ 遊星伝動機構
５１ サン部材
５２ キャリア部材
５３ インターナル部材
６０ 増速伝動機構
６０Ｂ 無端帯式伝動機構
２００，２００Ｃ 発電機
４００ ダリウス翼始動用ブレーキ機構
Ｘ 風の向き
Ｒ１ 第１方向
Ｒ２ 第２方向
Claims (13)
- ダリウス翼と、サボニウス翼と、前記ダリウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体と、前記サボニウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体と、発電機と、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体と前記発電機とを作動連結する遊星伝動機構とを備えた風力発電装置であって、
前記ダリウス翼は、所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させるように該ダリウス翼用出力回転体に作動連結され、
前記サボニウス翼は、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体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出力回転体に作動連結され、
前記遊星伝動機構を構成するインターナル部材，キャリア部材及びサン部材は、それぞれ、前記ダリウス翼用出力回転体，前記サボニウス翼用出力回転体及び前記発電機に作動連結されており、
前記ダリウス翼の回転始動時に、前記サン部材に軸線回り前記第２方向への起動トルクが付与されるように構成されていることを特徴とする風力発電装置。 - 前記サボニウス翼用出力回転体の前記第２方向への回転数が所定の閾値を超えると、前記サン部材に前記起動トルクが付与されることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
- 前記サン部材への前記起動トルクの付与は、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値を超えると、解除されることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置。
- 前記サン部材への前記起動トルクの付与は、所定時間経過後に解除され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。
- 前記サン部材への前記起動トルクの付与は、前記発電機に給電することにより行われることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の風力発電装置。
- ダリウス翼と、サボニウス翼と、前記ダリウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するダリウス翼用出力回転体と、前記サボニウス翼の回転に伴って軸線回りに回転するサボニウス翼用出力回転体と、発電機と、前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体と前記発電機とを作動連結する遊星伝動機構とを備えた風力発電装置であって、
前記ダリウス翼は、所定方向の風によって前記ダリウス翼用出力回転体を軸線回り第１方向へ回転させるように該ダリウス翼用出力回転体に作動連結され、
前記サボニウス翼は、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用出力回転体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出力回転体に作動連結され、
前記遊星伝動機構は、前記発電機に作動連結されるサン部材と、前記ダリウス翼用出力回転体に作動連結されるインターナル部材と、前記サボニウス翼用出力回転体に作動連結される第１及び第２キャリア部材と、前記サン部材に係合した状態で前記第１キャリア部材に枢支される第１遊星部材と、前記第１遊星部材及び前記インターナル部材の双方に係合した状態で前記第２キャリア部材に枢支される第２遊星部材とを備え、
前記サン部材には、前記サボニウス翼は回転し始めているが前記ダリウス翼は未回転状態の際に、前記サボニウス翼の回転に伴って該サン部材が回転することを防止し得る大きさのダリウス翼始動用制動力が作動的に付加されていることを特徴とする風力発電装置。 - 前記サン部材と前記発電機とを作動的に連結する無端帯式伝動機構を備えていることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。
- 前記無端帯式伝動機構の張力を調整可能とされていることを特徴とする請求項７に記載の風力発電装置。
- 前記サン部材に作動的に制動力を付加するブレーキ機構を備え、
前記ブレーキ機構によって前記ダリウス翼始動用制動力が得られるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。 - 前記ブレーキ機構は、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が所定の閾値以下の際には前記ダリウス翼始動用制動力を付加し、且つ、前記ダリウス翼用出力回転体の前記第１方向への回転数が前記閾値を超えると前記ダリウス翼始動用制動力を解除するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の風力発電装置。
- 前記ブレーキ機構は、前記発電機の入力軸に対して前記ダリウス翼始動用制動力を付加するように構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の風力発電装置。
- 前記ダリウス翼用出力回転体及び前記サボニウス翼用出力回転体は同芯上に配置されていることを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の風力発電装置。
- 前記サン部材と前記発電機との間には、増速伝動機構が備えられていることを特徴とする請求項１から１２の何れかに記載の風力発電装置。
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