JP2009047031A - Wind power generator - Google Patents
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Abstract
【課題】大型化することなく効率のよい回転動力が得られる発電部とする。
【解決手段】本体ケース9によって回転自在に支持された垂直な回転シャフト11に設けられたサボニウスロータ13及びダリウスロータ15の組合せからなる風車部3と、前記本体ケース9内に配置されたステータ41と前記回転シャフト11と一緒に回転するロータ43とからなる発電部5とを備えた構成とし、前記ステータ41を、回転シャフト11の下位で、回転シャフト軸心線上Xの本体ケース9内に固定支持する一方、前記ロータ43を、前記ステータ41を取囲むようにリング状に配置し回転シャフト11の下部に一体に取付けた構造とする。
【選択図】図1A power generation unit capable of obtaining efficient rotational power without increasing its size.
A wind turbine unit 3 comprising a combination of a Savonius rotor 13 and a Darrieus rotor 15 provided on a vertical rotating shaft 11 rotatably supported by a main body case 9 and a stator 41 disposed in the main body case 9. And the power generation unit 5 including the rotor 43 that rotates together with the rotary shaft 11, and the stator 41 is fixed in the main body case 9 on the axis of the rotary shaft X below the rotary shaft 11. On the other hand, the rotor 43 is arranged in a ring shape so as to surround the stator 41 and is integrally attached to the lower portion of the rotating shaft 11.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、風を受けて回転する風車部とロータ及びステータとからなる発電部とを備えた風力発電装置に関する。 The present invention relates to a wind turbine generator that includes a wind turbine that rotates by receiving wind and a power generator that includes a rotor and a stator.
一般に風力発電は、風を受けて回転する風車部と風車部からの回転動力によって発電する発電部とを有している。 In general, wind power generation includes a windmill unit that rotates by receiving wind and a power generation unit that generates power by rotational power from the windmill unit.
発電部は、発電ケース内にロータ軸が回転自在に支持され、回転自在に支持されたロータ軸にはロータが一体に設けられている。ロータの外周には取囲むようにステータが配置され発電ケース内壁に沿って支持された独立したユニット構造に作られている。 In the power generation unit, the rotor shaft is rotatably supported in the power generation case, and the rotor is integrally provided on the rotatably supported rotor shaft. A stator is disposed on the outer periphery of the rotor so as to surround the rotor, and is formed into an independent unit structure supported along the inner wall of the power generation case.
発電ケースは、風車部の回転シャフトを回転自在に支持する本体ケース内に回転シャフトと一緒に並列配置され、発電ケースからは下方へ向かってロータ軸が延長突出している。 The power generation case is arranged in parallel with the rotation shaft in a main body case that rotatably supports the rotation shaft of the wind turbine unit, and the rotor shaft extends and projects downward from the power generation case.
下方へ延長突出したロータ軸と回転シャフトは各ギヤの組合せからなるギヤ伝導機構を介して伝導連結しており、風車部からの回転動力が回転シャフト→ギヤ伝導機構→ロータ軸に伝達される手段となっている。 The rotor shaft extending downward and the rotating shaft are conductively connected via a gear transmission mechanism comprising a combination of gears, and the rotational power from the wind turbine unit is transmitted from the rotating shaft to the gear transmission mechanism to the rotor shaft. It has become.
風力発電装置の発電部は、風車部と一緒に支持塔によって支持される所から小型で軽いことが望ましいが、発電部となる本体ケースは、風車部の回転シャフトと一緒に独立して作られた発電ケースが並列配置される点に加えて、しかも、発電ケースのロータ軸に回転シャフトの回転動力を伝達するギヤ伝導機構を必要とするため大型化する問題をかかえる。また、ギヤ伝導機構は伝導ロスにつながると共に組付け面、コストの面において望ましくない。 It is desirable that the power generation part of the wind turbine generator be small and light from the place supported by the support tower together with the windmill part, but the main body case that becomes the power generation part is made independently with the rotating shaft of the windmill part. In addition to the fact that the power generation cases are arranged in parallel, there is also a problem of increasing the size because a gear transmission mechanism for transmitting the rotational power of the rotary shaft to the rotor shaft of the power generation case is required. Further, the gear transmission mechanism leads to conduction loss and is not desirable in terms of assembly and cost.
そこで、本発明においては大型化することなく効率のよい回転動力が得られる発電部を備えた風力発電装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wind turbine generator including a power generation unit that can obtain efficient rotational power without increasing the size.
前記目的を達成するために、本発明にあっては、本体ケースによって回転自在に支持された垂直な回転シャフトと、その回転シャフトに設けられたサボニウスロータ及びダリウスロータの組合せからなる風車部と、前記本体ケース内に配置されたステータと前記回転シャフトと一緒に回転するロータとからなる発電部とを備え、前記ステータは、前記回転シャフトの下位で、回転シャフト軸心線上の本体ケース内に固定支持される一方、前記ロータは、前記ステータを取囲むようにリング状に配置され前記回転シャフトの下部に一体に取付けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a vertical rotating shaft that is rotatably supported by a main body case, and a windmill unit comprising a combination of a Savonius rotor and a Darrieus rotor provided on the rotating shaft, A power generation unit including a stator disposed in the main body case and a rotor that rotates together with the rotary shaft; the stator is fixed in the main body case on the axis of the rotary shaft below the rotary shaft; On the other hand, the rotor is arranged in a ring shape so as to surround the stator, and is integrally attached to a lower portion of the rotating shaft.
本発明によれば、回転シャフトの軸心線上の下位にステータが配置される一方、ステータを取囲むロータが回転シャフトに直接取付けられているため本体ケース全体の小型化を図ることができる。また、ギヤ伝導機構の省略によって軽量化が図れると共に、伝達ロスのない効率のよい伝達を確保できる。この結果、ステータの外側をロータが回転するアウターロータと相俟って定格出力を低い回転数で達成できるメリットが得られる。 According to the present invention, the stator is disposed below the axial center line of the rotating shaft, while the rotor surrounding the stator is directly attached to the rotating shaft, so that the entire main body case can be reduced in size. Further, the weight transmission can be reduced by omitting the gear transmission mechanism, and efficient transmission without transmission loss can be ensured. As a result, there is an advantage that the rated output can be achieved at a low rotational speed in combination with the outer rotor on which the rotor rotates on the outside of the stator.
本発明を実施するにあたって前記ロータにはロータと一緒に水平に回転するブレーキ装置のブレーキディスクを装着することで、ロータをブレーキディスク取付け手段として使用できるようにすることが望ましい。 In carrying out the present invention, it is desirable that the rotor is used as a brake disk mounting means by mounting a brake disk of a brake device that rotates horizontally together with the rotor.
以下、図1乃至図6の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 6.
図1は本発明に係る風力発電装置の概要説明図を示している。風力発電装置1は、風を受けることで回転する風車部3と風車部3からの回転動力によって発電する発電部5とを有し、支持塔7(下半分は省略)によって地表面から所定の高さの位置に設置されるようになっている。
FIG. 1 shows a schematic explanatory diagram of a wind turbine generator according to the present invention. The wind turbine generator 1 includes a
風車部3は本体ケース9に回転自在に支持された垂直な回転シャフト11にサボニウスロータ13及びダリウスロータ15が設けられた組合せ構造となっている。
The
サボニウスロータ13は図2、図3に示す如く円筒状の筒を軸方向に沿って半分に割った形状に形成された一対の上段サボニウスブレード19と一対の下段サボニウスブレード23とで構成されている。
2 and 3, the Savonius
上段サボニウスブレード19は、前記回転シャフト11に固定支持された上下一対の上位側水平板17と水平板17の間に配置固定され、風受け口19aが180度向きが異なる方向に設けられた形状となっている。
The upper Savonius
下段サボニウスブレード23は、前記上段サボニウスブレード19に対して90度ずれた下位に配置され、前記回転シャフト11に固定支持された上下一対の下位側水平板21と水平板21の間に配置固定されると共に、風受け口23aが180度向きが異なる方向に設けられた形状となっている。
The lower-stage Savonius
したがって、いずれの方向からの風に対して各風受け口19a,23aには風があたり回転動力が得られるようになっている。
Therefore, the wind hits each
ダリウスロータ15は、図2、図6に示す如く前記回転シャフト11を弦と仮定した時に弧となるよう上下に長い断面中空の翼状の形状で円弧状に屈曲している。
As shown in FIGS. 2 and 6, the Darrieus
円弧状のダリウスロータ15は図4に示す如く120度の間隔で3個所に配置されると共に、上下両端は取付け部材25を介して前記回転シャフト11に取付けられている。
As shown in FIG. 4, the arc-shaped Darius
この場合、ダリウスロータ15の数は必ずしも3本でなくてもよく、少なくとも2つ以上あればよい。
In this case, the number of Darrieus
取付け部材25は、図4、図5に示す如く位置決めピン26によって一決めされた回転シャフト11のフランジ部27にボルト29、ナット31によって取付ける取付け部33と断面中空の翼状の形状に作られた保持筒部35とからなり、取付け部33と保持筒部35とは溶接により一体に固着された構造となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
保持筒部35には前記ダリウスロータ15の端末部が挿入され、その挿入代領域は多数のリベット37によりリベット止めされた固着手段となっている。
A terminal portion of the Darrieus
一方、発電部5は図1に示す如く本体ケース9内に固定支持されたステータ41と前記回転シャフト11と一緒に回転するロータ43とからなり、本体ケース9が発電ケースを構成している。
On the other hand, the
回転シャフト11は、前記本体ケース9内に固定支持された上下に長い支持筒45内にベアリング等の上下の軸受47、48によって回転自在に支持されている。支持筒45の上位側軸受47は回転シャフト11を回転自在に支持する外に、前記ダリウスロータ15の取付け部材25を取付けるフランジ部27を回転自在に支持する支持手段を兼ねる構造となっている。
The
ステータ41は、前記回転シャフト11の軸心線X上の下位で、ステータ軸49に固着されている。ステータ軸49は下端部が前記本体ケース9に固定された台座51に一体に取付けられている。ステータ軸49の上端部は前記回転シャフト11の下部空間内でベアリング等の軸受53によって支持されている。
The
これにより、回転シャフト11は固定されたステータ軸49に何等影響されることなく回転が可能となっている。
Thereby, the rotating
一方、ロータ43は、前記ステータ41を取囲むようにリング状に配置され、前記回転シャフト11の下部に一体に取付けられ、回転シャフト11と一緒の回転が可能となるアウタロータタイプとなっている。
On the other hand, the
ロータ43には水平に回転するブレーキ装置55のブレーキディスク57が一体に取付けられ、ロータ43はブレーキディスク57の取付け手段を兼ねた構造となっている。
A
ブレーキ装置55は、支持ブラケット59によって本体ケース9内に支持されると共に前記ブレーキディスク57とそのブレーキディスク57に対して上下から強く接触し摺動抵抗を与える上下一対のブレーキパッド(図示していない)とからなっている。ブレーキパッドは手動操作ワイヤ61を操作することで油圧作動機構(図示していない)が働きブレーキディスク57に対して上下からブレーキパッドが強く接触し合うことで回転シャフト11及び風車部3に制動作用が働くようになっている。
The
このように構成された風力発電装置1によれば、風がサボニウスロータ13にあたると回転シャフト11が回転し始め、その回転でダリウスロータ15が働き、回転シャフト11は本格稼動の回転に入る。
According to the wind power generator 1 configured in this manner, when the wind hits the Savonius
回転シャフト11の回転動力は発電部5に伝達され回転数に対応した発電が確保される。
The rotational power of the
この発電時において、回転シャフト11の回転動力が直接ロータ43に伝達されるため伝達ロスのない効率のよい伝達が得られる。同時に、ロータ43はステータ41の外側を回転するアウターロータと相俟って定格出力を低い回転数で達成できるメリットが得られる。
During this power generation, the rotational power of the
一方、回転シャフト11の軸心線X上の下位にステータ41が、そのステータ41を取囲むロータ43が回転シャフト11に直接取付けられた構造によって本体ケース全体の小型化と、ギヤ伝導機構の省略による軽量化がそれぞれ図れるようになる。
On the other hand, the overall structure of the main body case can be reduced in size and the gear transmission mechanism can be omitted due to the structure in which the
1 風力発電装置
3 風車部
5 発電部
9 本体ケース
11 回転シャフト
13 サボニウスロータ
15 ダリウスロータ
41 ステータ
43 ロータ
X 回転シャフト軸心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記ステータは、前記回転シャフトの下位で、回転シャフト軸心線上の本体ケース内に固定支持される一方、前記ロータは、前記ステータを取囲むようにリング状に配置され前記回転シャフトの下部に一体に取付けられていることを特徴とする風力発電装置。 Together with a vertical rotating shaft rotatably supported by the main body case, a windmill portion comprising a combination of a Savonius rotor and a Darrieus rotor provided on the rotating shaft, a stator disposed in the main body case, and the rotating shaft And a power generation unit composed of a rotating rotor,
The stator is fixedly supported in a main body case on the axis of the rotation shaft below the rotation shaft, while the rotor is arranged in a ring shape so as to surround the stator and is integrated with a lower portion of the rotation shaft. A wind turbine generator, which is attached to
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007212221A JP2009047031A (en) | 2007-08-16 | 2007-08-16 | Wind power generator |
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| JP2009047031A true JP2009047031A (en) | 2009-03-05 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITRG20090004A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Salvatore Cavallo | "SAVONIUS" AND "DARRIEUS" WIND POWER WIND GENERATORS. |
| WO2011012970A1 (en) | 2009-07-28 | 2011-02-03 | Windesign S.R.L. | Hybrid type vertical shaft turbine for wind power generating devices |
-
2007
- 2007-08-16 JP JP2007212221A patent/JP2009047031A/en active Pending
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| ITRG20090004A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Salvatore Cavallo | "SAVONIUS" AND "DARRIEUS" WIND POWER WIND GENERATORS. |
| WO2011012970A1 (en) | 2009-07-28 | 2011-02-03 | Windesign S.R.L. | Hybrid type vertical shaft turbine for wind power generating devices |
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