JPH11201020A - 小型風力発電装置 - Google Patents

小型風力発電装置

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Publication number
JPH11201020A
JPH11201020A JP10005207A JP520798A JPH11201020A JP H11201020 A JPH11201020 A JP H11201020A JP 10005207 A JP10005207 A JP 10005207A JP 520798 A JP520798 A JP 520798A JP H11201020 A JPH11201020 A JP H11201020A
Authority
JP
Japan
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wind turbine
wind
starting
straight
small
Prior art date
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Pending
Application number
JP10005207A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Murakami
光功 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Zosen Corp filed Critical Hitachi Zosen Corp
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Publication of JPH11201020A publication Critical patent/JPH11201020A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で効率よく発電することができる家
庭用等に適した小型風力発電装置を提供する。 【解決手段】発電機に連結連動された回転軸3A,3B
に取付けられた直線翼型風車2A,2Bと、この回転軸
3A,3Bに回転自在に設けられて小さい風力で駆動ト
ルクを発生する起動用風車5A,5Bと、起動用風車5
A,5Bと直線翼型風車2A,2Bとの間に介在されて
一方向にのみ回転を伝達する連結手段6とを具備し、こ
の連結手段6により、起動風車5A,5Bの低速回転時
に起動用風車5A,5Bの駆動トルクを直線翼型風車2
A,2Bに伝達し、直線翼型風車2A,2Bの回転速度
が起動用風車5A,5Bを越えた時に直線翼型風車2
A,2Bを起動用風車5A,5Bから切り離すように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、民家の屋根やマン
ションの屋上等に最適な小型風力発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、風力発電に使用される風車のう
ち、垂直回転軸を有するものに、図6(a)のサボニウ
ス型風車や(b)のダリウス型風車、(c)の直線翼型
風車(ジャイロミル)などがあり、また水平回転軸を有
するものに(d)のプロペラ形2枚羽根風車や(e)の
アメリカ形多羽根風車がある。そして、これら風車のそ
れぞれの風速比λ=(周速/風速)に対する出力係数C
pは図7に示すとおりである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記風車のう
ち、効率のよいプロペラ形2枚羽根風車やアメリカ形多
羽根風車は、風速により羽根の角度を制御する機構や多
くの骨組みを持ち、構造が複雑でコストが高いため、家
庭用などに適していない。また残りの風車のうち、直線
翼型風車は簡単な構造で、出力係数が高いが、自己起動
力がないことがわかっている。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、構造が
簡単で効率よく発電することができる家庭用等に適した
小型風力発電装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、発電機に連結連動される回転軸に取付けら
れた直線翼型風車と、この回転軸に回転自在に取付けら
れて小さい風力で駆動トルクを発生する起動用風車と、
起動用風車と直線翼型風車との間に介在されて起動用風
車の回転トルクを一方向にのみ直線翼型風車に伝達する
連結手段とを具備し、この連結手段により、低速回転時
に起動風車の駆動トルクを直線翼型風車に伝達し、直線
翼型風車の回転速度が起動用風車を越えた時に直線翼型
風車を起動用風車から切り離すように構成したものであ
る。
【0006】上記構成によれば、風力の小さい起動時
に、起動用風車から駆動トルクが伝達されて直線翼型風
車が回転され、直線翼型風車の自己起動力を補完できる
ので、低風力時から効率よく直線翼型風車を回転させる
ことができ、また高速回転時には連結手段により起動用
風車が切り離されるので、高速回転の障害となることが
無く、効率のよい発電が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る小型風力発
電装置の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。
【0008】この小型風力発電装置は、たとえば民家の
屋根やマンションの屋上等に設置可能な簡易型の発電装
置で、図1に示すように、屋根に固定されたルーフ架台
10にベヤリング10aを介して同軸状の2重の回転軸
3A,3Bが回転自在に立設され、ステー4にステーベ
ヤリングに4aを介して支持されている。両回転軸3
A,3Bの先端部に配設された風車本体1は、各回転軸
3A,3Bにそれぞれ固定された上下2段の直線翼型風
車2と、直線翼型風車2の直上部で各回転軸3A,3B
にそれぞれ回転自在に取り付けられ風力の小さい時に駆
動トルクを発生する起動用風車5A,5Bと、直線翼型
風車2A,2Bと起動用風車5A,5Bの間に介在され
て起動用風車5A,5Bから直線翼型風車2A,2Bに
一方向にのみ回転を伝達する連結手段6とが具備されて
いる。この連結手段6により、風力が小さい時に起動風
車5A,5Bが回転されてその駆動トルクが直線翼型風
車2A,2Bに伝達され、直線翼型風車2A,2Bの小
さい自己起動力を補助するように構成されている。ま
た、ルーフ架台2には、両回転軸3A,3Bにギヤを介
してそれぞれ連結連動される増速装置7A,7Bと、増
速装置7A,7Bから動力が入力される発電機8A,8
Bと、発電機8A,8Bからの電力が充電される畜電器
9が配置されている。
【0009】直線翼型風車2は、図2に示すように、所
定間隔をあけて回転軸3A,3Bにそれぞれ固定された
一対のガイド面板11a,11bと、両ガイド面板11
a,11b間の外周部で120°ごとに軸心方向に配置
されてガイド面板11a,11bに固定された3本の直
線翼12a〜12cと具備している。そしてこれら各風
車2の直線翼12a〜12cは、安価軽量で高精度で製
作可能なFRPにより対称翼型断面に製作されており、
図4に示すように、風速Uと直線翼12a〜12cによ
る相対速度Wが形成され、この相対速度Wにより直線翼
12a〜12cに揚力Lが発生され、これら各直線翼1
2a〜12cが対称翼型であるため、直線翼12a〜1
2cがどの周回位置にあっても揚力Lのt方向成分Lt
が回転力を発生させ、直線翼型風車2が回転される。
【0010】またガイド面板11a,11bは、直線翼
12a〜12cの端部近傍で生じる渦流により揚力Lが
減少するのを防止するためのもので、これにより直線翼
12a〜12cの長さ方向全長にわたってほぼ均一な揚
力を得て回転効率を高めることができる。
【0011】前記起動用風車5A,5Bは、各風車本体
1A,1Bの直上部に、正面側からの受風圧抵抗が大き
く、かつ背面側からの受風圧抵抗が小さい半球形で複
数、たとえば4個のロビンソン型受風板21が半径方向
および周方向の支持部材22および軸受23を介して回
転軸3A,3Bに回転自在に支持されている。
【0012】なお、上部の風車本体1Aおよび起動用風
車5Aと、下部の風車本体1Bおよび起動用風車5B
は、互いに逆方向に回転するように形成され、回転軸3
A,3Bの捩じれが減少するように構成されている。
【0013】前記連結手段6は、起動用風車5A,5B
が低速回転時に駆動トルクを風車本体1A,1Bに伝達
可能で、風車本体1A,1Bの回転速度が起動用風車5
A,5Bの回転速度を越えると、風車本体1A,1Bが
起動用風車5A,5Bから切り離されて自在に回転する
ように構成されるもので、連結手段6を図5(a)に示
す、ラチェット41とラチェットギヤ42を有する軸継
手や、図5(b)に示すカム43とローラ44とを有す
る軸継手で、一方の回転のみ連動する継手機構で構成し
てもよいが、ここでは図3(a),(b)に示すよう
に、支持部材22に半径方向に設けられた支軸31に基
端部が回転自在に支持された伝動ピン32と、ガイド面
板11aの上面に固定されて伝動ピン32を係止可能な
係止ブロック33と、伝動ピン32の後方への回動を規
制するストッパー34とが周方向複数個所(図では4個
所)に配置されて構成されている。そして、起動用風車
5A,5Bの回転速度が直線翼型風車2A,2Bより遅
い図3(a)の場合、伝動ピン32が垂下姿勢で係止ブ
ロック33に当接され、伝動ピン32の基端部に突設さ
れた係止爪32aがストッパー34に係止されて伝動ピ
ン32が起動用風車回転方向の後方への回動(逃げ)が
規制され、起動用風車5A,5Bの回転トルクがストッ
パー34を介して直線翼型風車1A,1Bに伝達され
る。そして、直線翼型風車2A,2Bの回転速度が起動
用風車5A,5Bの回転速度を越える図3(b)の場
合、係止ブロック23が回転方向後方から伝動ピン32
の傾斜面3aに当接し、伝動ピン22が前方に回動され
て傾斜し係止ブロック33が前方に通過する。したがっ
て、直線翼型風車2A,2Bは起動用風車5A,5Bに
拘束されることなく高速回転が可能となり、起動用風車
5A,5Bが抵抗となることがない。
【0014】上記実施の形態によれば、風力の小さい起
動時は、ロビンソン型の起動用風車5A,5Bを回転さ
せて連結手段6によりその駆動トルクを直線翼型風車2
に伝達し回転させることにより、直線翼型風車2の自己
起動力を補完するので、低風力時から高風力時にわたっ
て高効率で直線翼型風車1を回転させることができ、簡
単な構成で効率の良い発電が可能となる。また高風力時
には、連結手段6により直線翼型風車2が起動用風車5
A,5Bから切り離されて独自で高速回転するので、高
速回転しないロビンソン型の起動用風車5A,5Bが直
線翼型風車2の抵抗となることもない。
【0015】なお、上記起動用風車5A,5Bをロビン
ソン型風車としたが、低風速で回転トルクが得られれば
他の形式であってもよい。
【0016】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の請求項1記
載の発明によれば、風力の小さい起動時に、起動用風車
から駆動トルクが伝達されて直線翼型風車が回転され、
直線翼型風車の自己起動力を補完できるので、低風力時
から効率よく直線翼型風車を回転させることができ、ま
た高速回転時には連結手段により起動用風車が切り離さ
れるので、高速回転の障害となることが無く、効率のよ
い発電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る小型風力発電装置の実施の形態を
示す全体側面図である。
【図2】同小型風力発電装置の風車本体を示す斜視図で
ある。
【図3】(a),(b)はそれぞれ同小型風力発電装置
の連結手段の動作を示す側面断面図である。
【図4】同直線翼型風車装置の動作原理の説明図であ
る。
【図5】(a),(b)はそれぞれ連結手段の他の構成
を示す断面図である。
【図6】(a)〜(e)は従来の発電用風車装置を示す
説明図である。
【図7】図6に示す発電用風車装置の出力係数を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1 風車本体 2A,2B 直線翼型風車 3A,3B 回転軸 5A,5B 起動用風車 6 連結手段 8 発電機 11a,11b ガイド面板 12a〜12c 直線翼 21 受板 22 支持部材 23 軸受 31 支軸 32 伝動ピン 32a 係止爪 33 係止ブロック 34 ストッパー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電機に連結連動される回転軸に取付け
    られた直線翼型風車と、 この回転軸に回転自在に取付けられて小さい風力で駆動
    トルクを発生する起動用風車と、 起動用風車と直線翼型風車との間に介在されて起動用風
    車の回転を一方向にのみ直線翼型風車に伝達する連結手
    段とを具備し、 この連結手段により、低速回転時に起動風車の駆動トル
    クを直線翼型風車に伝達し、直線翼型風車の回転速度が
    起動用風車を越えた時に直線翼型風車を起動用風車から
    切り離すように構成したことを特徴とする小型風力発電
    装置。
JP10005207A 1998-01-14 1998-01-14 小型風力発電装置 Pending JPH11201020A (ja)

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JP10005207A JPH11201020A (ja) 1998-01-14 1998-01-14 小型風力発電装置

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JP10005207A JPH11201020A (ja) 1998-01-14 1998-01-14 小型風力発電装置

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Publication Number Publication Date
JPH11201020A true JPH11201020A (ja) 1999-07-27

Family

ID=11604758

Family Applications (1)

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JP10005207A Pending JPH11201020A (ja) 1998-01-14 1998-01-14 小型風力発電装置

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JP (1) JPH11201020A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040359A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Evelin Sommer Elektrischer Generator und Rotorblattanordnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040359A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Evelin Sommer Elektrischer Generator und Rotorblattanordnung

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Effective date: 20041207

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