JP4762355B1 - 風力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】風力を受けて所定の回転軸2の周りを一定回転方向に回転する風車3を備える風力発電装置1において、回転軸2と同軸をなして一体回転するよう配置された第1の発電機5と、回転軸2と同軸をなし、回転軸2が増速している場合には該回転軸2と一体回転状態となって自身も増速回転し、回転軸2が減速している場合には該回転軸2から切り離されて慣性回転するようにワンウェイクラッチ6を介して配置されるフライホイール7と、フライホイール7と同軸をなして一体回転する、第1の発電機5とは異なる第2の発電機9と、第1の発電機5により生成された電力を駆動源として、前記フライホイールを前記一定回転方向に回転駆動させる電動機70と、第2の発電機9により生成された電力を外部に出力する出力部10と、を備える。
【選択図】図2
Description
風力を受けて所定の回転軸周りを一定回転方向に回転する風車と、
前記回転軸と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータを有し、前記回転軸の回転に伴う該ロータの回転により電力を生成する第1の発電手段と、
前記回転軸と同軸をなし、かつ前記一定回転方向において、前記回転軸が増速している場合には該回転軸と一体回転状態となって自身も増速回転し、前記回転軸が減速している場合には該回転軸から切り離されて慣性回転するように1方向クラッチを介して配置されるフライホイールと、
前記フライホイールと同軸をなして一体回転するよう配置されたロータを有し、前記フライホイールの回転に伴う該ロータの回転により電力を生成する、前記第1の発電手段とは異なる第2の発電手段と、
前記第1の発電手段により生成された電力を駆動源として、前記フライホイールを前記一定回転方向に回転駆動させる電動駆動手段と、
前記第1の発電手段により生成された全電力を前記電動駆動手段に対する駆動電力として供給する駆動電力供給手段と、
前記第2の発電手段により生成された電力を外部に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
2 回転軸
2x 回転軸線
2w 受風方向
3 風車
4 ロータ
5 第1の発電機(発電手段)
6 1方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)
7 フライホイール
8 ロータ
9 第2の発電機(発電手段)
30 ブレード
31 筒状風洞部(ダクト)
21 ナセル
22 ハブ
100 発電ケース体
110 支柱(タワー)
51,91 ロータ(発電機回転子)
51A 第1のロータ
51B 第2のロータ
52,92 磁性部材
53,93 ステータ(発電機固定子)
54,94 ステータコイル
70 電動機(電動駆動手段)
16 駆動電力供給部(駆動電力供給手段)
Claims (14)
- 風力を受けて所定の回転軸周りを回転する風車と、
前記回転軸と同軸をなして一体回転するよう配置されたロータを有し、前記回転軸の回転に伴う該ロータの回転により電力を生成する第1の発電手段と、
前記回転軸と同軸をなし、かつ前記一定回転方向において、前記回転軸が増速している場合には該回転軸と一体回転状態となって自身も増速回転し、前記回転軸が減速している場合には該回転軸から切り離されて慣性回転するように1方向クラッチを介して配置されるフライホイールと、
前記フライホイールと同軸をなして一体回転するよう配置されたロータを有し、前記フライホイールの回転に伴う該ロータの回転により電力を生成する、前記第1の発電手段とは異なる第2の発電手段と、
前記第1の発電手段により生成された電力を駆動源として、前記フライホイールを前記一定回転方向に回転駆動させる電動駆動手段と、
前記第1の発電手段により生成された全電力を前記電動駆動手段に対する駆動電力として供給する駆動電力供給手段と、
前記第2の発電手段により生成された電力を外部に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする風力発電装置。 - 前記出力手段は、前記第2の発電手段により生成された電力を外部の電源系統に供給するものである請求項1に記載の風力発電装置。
- 前記出力手段から供給される電力を蓄電する蓄電手段を備える請求項1に記載の風力発電装置。
- 前記電動駆動手段は電動機であり、前記フライホイールと同軸をなして一体回転するロータを有して構成される請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の風力発電装置。
- 前記電動駆動手段は、前記ロータ上に、前記回転軸の回転軸線周りにおいて複数の磁性部材が所定間隔おきに配置され、かつそれら磁性部材と対面する形でステータが位置しており、該ステータには、回転する前記ロータの磁性部材間が対向する、該ステータの前記周方向に延びる環状の対向領域に所定間隔おきにステータコイルが配置される請求項4に記載の風力発電装置。
- 前記電動駆動手段において、前記ロータ上の磁性部材と、これら磁性部材と対向して位置する前記ステータとは、前記回転軸線に対する径方向に対向する請求項5に記載の風力発電装置。
- 前記電動駆動手段におけるロータは、前記フライホイールの外周端部であり、当該外周端部の外周面上に磁性部材が配置されている請求項6に記載の風力発電装置。
- 前記第1の発電手段及び前記第2の発電手段は、ロータとして、前記回転軸と同軸をなし互いに一体回転する第1ロータ部と第2ロータ部とをそれぞれ有し、それら第1ロータ部と第2ロータ部とには互いに対面する対向面を有するとともに、それら双方の対向面上には、周方向において複数の磁性部材が所定間隔おきに配置され、かつ一方のロータ部の磁性部材と他方のロータ部の磁性部材とが互いに異なる極性で対面しており、さらに、それら第1ロータ部と第2ロータ部との間にステータを有し、該ステータには、回転するそれら双方のロータの磁性部材間に挟まれる、該ステータの前記周方向に延びる環状の対向領域に所定間隔おきにステータコイルが配置される請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の風力発電装置。
- 前記第1ロータ部の磁性部材と、これと異極をなして対面する前記第2ロータ部の磁性部材とが前記回転軸線に対する径方向に対面し、前記ステータコイルが前記径方向に軸線を有する形で環状に巻き付けられている請求項8に記載の風力発電装置。
- 前記第1の発電手段におけるロータは、前記回転軸と一体回転するよう固定される軸固定部を有した円盤状のロータ本体部を備え、そのロータ本体部の外端部に対し、前記第1ロータ部をなす円筒状部と、前記第2ロータ部をなす、前記第1ロータ部よりも径大の円筒状部とが、前記回転軸と同軸をなす形で一体回転するように固定されている請求項8又は請求項9に記載の風力発電装置。
- 前記第2の発電手段におけるロータは、前記フライホイールに対し、前記第1ロータ部をなす円筒状部と、前記第2ロータ部をなす、前記第1ロータ部よりも径大の円筒状部とが、前記回転軸と同軸をなす形で一体回転するように固定されている請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の風力発電装置。
- 前記フライホイールは、前記回転軸の軸線方向において、前記第1の発電手段と前記第2の発電手段との間に配置されている請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の風力発電装置。
- 前記風車は、前記回転軸の軸線方向に筒状に延出する筒状風洞部の内側に同軸をなして配置されるとともに、前記筒状風洞部は、前記軸線方向において前記風車の受風方向の上流側から下流側に向けて開口面積が小となっていく形で形成されている請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の風力発電装置。
- 地表から延びる支柱に対し水平面内にて回転可能に固定され、前記第1の発電手段及び前記第2の発電手段と、前記フライホイールとを収容するナセルが、前記風車のハブに対し該風車の受風方向の上流側に位置し、前記筒状風洞部よりも前記受風方向の上流側に突出して位置する請求項13に記載の風力発電装置。
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