JP2001153028A - Small-scale wind power generating equipment - Google Patents
Small-scale wind power generating equipmentInfo
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、持ち運び可能で、
風力により風車を回転させて発電を行う小型風力発電装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is portable,
The present invention relates to a small wind turbine generator that generates electricity by rotating a windmill by wind power.
【0002】[0002]
【従来の技術】この風力発電装置の一例として実用新案
登録第3054811号がある。同号公報記載の発電機
は、羽根とハブを有する風車と、該風車に直結される動
力軸、増速機、軸受及び発電機と、これらを地上に固定
支持する支柱とを備えている。増速機の出力軸は、発電
機のロータに取り付けられている。また、発電機のコイ
ルは増速機の本体に固定されている。2. Description of the Related Art Utility model registration No. 3054811 is an example of such a wind power generator. The generator described in the publication includes a windmill having blades and a hub, a power shaft directly connected to the windmill, a speed increaser, a bearing, and a generator, and a support column for fixing and supporting these on the ground. The output shaft of the gearbox is attached to the rotor of the generator. Further, the coil of the generator is fixed to the main body of the gear box.
【0003】羽根に風を受けることにより風車が回転
し、この回転が動力軸を介して増速機に伝えられる。増
速機では、動力軸の回転をさらに増速させて発電機のロ
ータを回転させる。ロータが回転することにより、発電
機のコイルに電力が誘起され発電が行われる。[0003] The windmill rotates by receiving wind from the blades, and this rotation is transmitted to the gearbox via a power shaft. In the gearbox, the rotation of the power shaft is further increased to rotate the rotor of the generator. When the rotor rotates, electric power is induced in the coil of the generator to generate electric power.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記風
力発電装置では、高出力を目的とした大型のロータを有
し、更に動力軸に増速機及び発電機が接続されているこ
とから、装置自体が大きく且つ重たくなっており、地上
固定型の強固な支柱でないと支持できす、人力で運搬移
動することは困難である。However, the wind turbine generator has a large-sized rotor for high output, and further has a gearbox and a generator connected to a power shaft. Is large and heavy, and can be supported unless it is a strong support of a fixed type above the ground, and it is difficult to carry and move by human power.
【0005】また、回転が始まるのに所定以上の回転ト
ルクを必要とする増速機が動力軸に接続されていること
から、一定以上の風力でないと風車が回転しないことか
ら弱い風では発電ができず、弱い風の有効利用が図れな
い。Further, since a speed-increasing gear that requires a predetermined torque or more to start rotation is connected to the power shaft, the windmill does not rotate unless the wind power exceeds a certain level. It is not possible to make effective use of weak winds.
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、伝達損失を抑え高効率な発電が可能であり、
小型で且つ軽量で、弱い風のエネルギーを無駄にするこ
となく自然エネルギーを有効利用して発電できる小型風
力発電装置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to suppress transmission loss and to generate power with high efficiency.
It is an object of the present invention to provide a small-sized and lightweight wind turbine generator capable of generating electricity by effectively utilizing natural energy without wasting weak wind energy.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の小型風力
発電装置は、風力を電力に変換する発電手段と、電力を
整流するための整流手段とを単一ユニット内に設け、発
電手段は、円柱状の鉄心と、鉄心の中心を貫通して穿設
された軸孔と、鉄心の外周方向にコ字状に開口する複数
のスロットと、スロットに巻設されたコイルとを有する
固定子鉄心と、椀状のヨークと、ヨークの内底中央から
起立するシャフトと、固定子鉄心の外周に配置可能な円
筒で周方向にS極とN極が交互に形成されヨークの内壁
に挿嵌された磁石と、ヨークの外周に設けられた羽根と
を有する風車と、支持腕が突設された基台とを備え、固
定子鉄心の端部が支持腕に固定されており、風車のシャ
フトが固定子鉄心の軸孔を貫通した状態で支持腕に回動
自在に軸支され、風車が風を受けて回転することにより
磁石が回動して電力を生じることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a small-sized wind power generator, wherein a power generating means for converting wind power to electric power and a rectifying means for rectifying the electric power are provided in a single unit. A stator having a cylindrical iron core, a shaft hole drilled through the center of the iron core, a plurality of slots opening in a U-shape in the outer circumferential direction of the iron core, and a coil wound around the slots. An iron core, a bowl-shaped yoke, a shaft rising from the center of the inner bottom of the yoke, and a cylinder which can be arranged on the outer periphery of the stator iron core. And a wind turbine having blades provided on the outer periphery of the yoke, and a base on which the support arm is protruded. The end of the stator core is fixed to the support arm, and the shaft of the wind turbine is provided. Is rotatably supported by the support arm while penetrating the shaft hole of the stator core, Magnet by car rotates by receiving wind, characterized in that the resulting power rotated.
【0008】請求項2記載の小型風力発電装置は、風力
発電ユニットが電力を蓄積するための二次電池を備える
ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a small-sized wind power generator, wherein the wind power generation unit includes a secondary battery for storing electric power.
【0009】請求項3記載の小型風力発電装置は、風力
発電ユニットが電力を出力するための出力手段を備える
ことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a small-sized wind power generator, wherein the wind power generation unit includes output means for outputting power.
【0010】請求項4記載の小型風力発電装置は、風力
発電ユニットが電力を出力するための出力手段を備える
ことを特徴とする。[0010] According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a small-sized wind power generator, wherein the wind power generation unit is provided with output means for outputting power.
【0011】請求項5記載の小型風力発電装置は、風力
発電ユニットが電力を昇圧又は降圧するための変圧手段
を備えることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a small-sized wind power generator, wherein the wind power generation unit includes a transformer for increasing or decreasing the electric power.
【0012】請求項6記載の小型風力発電装置は、二次
電池が風力発電ユニットに着脱自在に設けられているこ
とを特徴とする。A small wind power generator according to claim 6 is characterized in that the secondary battery is detachably provided on the wind power generation unit.
【0013】請求項7記載の小型風力発電装置は、羽根
がヨークに着脱自在に設けられていることを特徴とす
る。According to a seventh aspect of the present invention, the small wind power generator is characterized in that the blade is detachably provided on the yoke.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の形態について図面
を参照しながら具体的に説明する。図1は本発明に係る
小型風力発電機の正面図である。図2は同電気配線図、
図3は図1のIII−III線矢視概略断面図である。図4は
図1に示す風車の組立方法を示す説明図、図5は同風車
の断面図である。図6は同固定子鉄心の斜視図、図7は
同固定子鉄心の上面図である。図8は図3のVIII線部分
拡大断面図、図9は同電気回路図である。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a small wind power generator according to the present invention. FIG. 2 is the electric wiring diagram,
FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a method of assembling the wind turbine shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view of the wind turbine. FIG. 6 is a perspective view of the stator core, and FIG. 7 is a top view of the stator core. FIG. 8 is a partially enlarged sectional view taken along the line VIII of FIG. 3, and FIG. 9 is an electric circuit diagram of the same.
【0015】図1〜図9において、小型風力発電装置1
は、持ち運び可能で、風力を電力に変換することで発電
を行う発電装置である。風力発電ユニット5は、縦横約
120mmで厚み約25mmの直方体の筐体10,11
で形成された風力発電を行うためのユニットである。風
力発電ユニット5の重量は、約300gである。風力発
電ユニット5は、正面から背面に開口して貫通する筒体
10aを備えている。この筒体10aは風の通路として
形成されている。風力発電ユニット5は、単一ユニット
からなり、後述する二次電池17や基板18や出力コネ
クタ16を備えると共に、後述する風車20や固定子鉄
心21等の発電手段を備えることにより、発電・充電・
出力の機能を一体的に具備している。言い換えると、風
力発電ユニット5のみで、発電・充電・出力が可能であ
り、他の装置を必要としない。In FIG. 1 to FIG.
Is a power generation device that is portable and generates electric power by converting wind power into electric power. The wind power generation unit 5 has rectangular parallelepiped housings 10 and 11 having a length of about 120 mm and a width of about 25 mm.
It is a unit for performing wind power generation formed by. The weight of the wind power generation unit 5 is about 300 g. The wind power generation unit 5 includes a tubular body 10a that opens from the front to the back and penetrates. This cylindrical body 10a is formed as a wind passage. The wind power generation unit 5 is a single unit, and includes a secondary battery 17, a board 18, and an output connector 16, which will be described later, and a power generation unit such as a wind turbine 20 and a stator core 21, which will be described later.・
It has an output function integrally. In other words, only the wind power generation unit 5 can generate, charge, and output power, and does not require other devices.
【0016】筐体11から筒体10aの中心方向に向け
て4本の支持腕11aが伸び、筒体10aの中心で連結
されている。即ち、筐体11は支持腕11aの基台とな
っている。支持腕11aが連結された中心には、円環状
の支持突起11bが設けられている。支持腕11aの上
面は、筒体10aから中心方向に突出する支持腕カバー
10bにより覆われている。後述するコイル22から伸
びる電線22aは、この支持腕11aと支持腕カバー1
0bとの間を通って、筐体10,11内の空間に導かれ
ている。Four support arms 11a extend from the housing 11 toward the center of the cylinder 10a, and are connected at the center of the cylinder 10a. That is, the housing 11 is a base of the support arm 11a. An annular support protrusion 11b is provided at the center where the support arm 11a is connected. The upper surface of the support arm 11a is covered with a support arm cover 10b projecting from the cylindrical body 10a in the center direction. An electric wire 22a extending from a coil 22, which will be described later, is connected to the support arm 11a and the support arm cover 1.
0b, and is led to the space inside the housings 10 and 11.
【0017】風車20は、椀状のヨーク23と、ヨーク
23の内底中央から起立するシャフト24と、円筒状で
周方向にS極とN極とが交互に形成されヨーク23の内
壁に挿嵌された磁石25を備え、ヨーク23の外側に、
椀状の支持椀28の外周に面積の合計が約60cm2の
4枚の羽根29を有する羽根部材27が嵌着されてい
る。The windmill 20 has a bowl-shaped yoke 23, a shaft 24 rising from the center of the inner bottom of the yoke 23, and a cylindrical S-pole and N-pole alternately formed in the circumferential direction and inserted into the inner wall of the yoke 23. With the magnet 25 fitted, outside the yoke 23,
A blade member 27 having four blades 29 having a total area of about 60 cm 2 is fitted around the outer periphery of a bowl-shaped support bowl 28.
【0018】固定子鉄心21は、円盤状の鉄板21aを
数枚重ね合わせて作られている。鉄板21aは、中心を
貫通するように穿設された軸孔21cと外周方向にコ字
状に開口する複数のスロット21bを有している。そし
て、固定子鉄心21を形成する鉄板21aのスロット2
1bには電線22aが巻設されコイル22が形成されて
いる。The stator core 21 is formed by stacking several disk-shaped iron plates 21a. The iron plate 21a has a shaft hole 21c formed so as to penetrate the center and a plurality of slots 21b opening in a U-shape in the outer peripheral direction. The slot 2 of the iron plate 21a forming the stator core 21
An electric wire 22a is wound around 1b to form a coil 22.
【0019】風力発電ユニット5の内部には、基板18
及び二次電池17が納められている。基板18には、発
電した電気を整流するための整流手段であるダイオード
D1〜D6や、コンデンサC1が実装されている。二次
電池17(図9の回路図に置いては符号をBTと記載)
は、発電した電力を蓄えるためのものである。二次電池
17は、風力発電ユニット5の内部に着脱自在に設けら
れており、筐体11の電池蓋11cを開いて風力発電ユ
ニット5内に装着する。また、風力発電ユニット5の左
側面に設けられた出力コネクタ16は、他の風力発電ユ
ニット5以外に電力を出力するための出力手段である丸
ピン形状のコネクタである。尚、二次電池17は、ニッ
カド電池のように充放電可能な電池に限られるものでは
なく、充放電機能を有する素子であればよく、例えばス
ーパーキャパシタ等であっても構わない。Inside the wind power generation unit 5, a substrate 18 is provided.
And a secondary battery 17. Diodes D1 to D6, which are rectifiers for rectifying the generated electricity, and a capacitor C1 are mounted on the board 18. Rechargeable battery 17 (in the circuit diagram of FIG. 9, the symbol is denoted as BT)
Is for storing the generated power. The secondary battery 17 is detachably provided inside the wind power generation unit 5, and is mounted in the wind power generation unit 5 by opening the battery cover 11 c of the housing 11. The output connector 16 provided on the left side surface of the wind power generation unit 5 is a round pin-shaped connector that is an output unit for outputting power to other wind power generation units 5. The secondary battery 17 is not limited to a chargeable / dischargeable battery like a nickel-cadmium battery, but may be any element having a charge / discharge function, such as a supercapacitor.
【0020】本実施例における小型風力発電装置1の組
立方法を説明する。最初に、風車20の組立方法を説明
する。まず、図4の矢印aに示すように、円筒状で周方
向にS極とN極とが交互に形成された磁石25を、椀状
で内底中央からシャフト24が起立するヨーク23の内
壁に挿嵌する。そして、ヨーク23を図4の矢印bに指
示するような形状とする。そして、図5に示すように、
ヨーク23の外側に羽根部材27を嵌着する。これによ
り、風車20が完成する。尚、本実施例においては、円
筒状で周方向にS極とN極とが交互に形成された磁石2
5を用いたが、これに限らせるものではなく、例えば、
複数の磁石25をヨーク23の内壁に張り付け、内壁の
周方向にS極とN極とが交互に現れるように配置しても
よい。A method for assembling the small wind turbine generator 1 according to this embodiment will be described. First, a method of assembling the windmill 20 will be described. First, as shown by an arrow a in FIG. 4, a cylindrical magnet 25 in which S poles and N poles are alternately formed in the circumferential direction is formed into a bowl-like inner wall of a yoke 23 in which a shaft 24 stands up from the center of the inner bottom. Insert into. Then, the yoke 23 is shaped as indicated by the arrow b in FIG. And, as shown in FIG.
The blade member 27 is fitted to the outside of the yoke 23. Thereby, the windmill 20 is completed. In the present embodiment, the magnet 2 has a cylindrical shape in which S poles and N poles are alternately formed in the circumferential direction.
5, but is not limited to this. For example,
A plurality of magnets 25 may be attached to the inner wall of the yoke 23 and arranged so that S poles and N poles alternately appear in the circumferential direction of the inner wall.
【0021】次に、固定子鉄心21の組立方法を説明す
る。まず、鉄板をプレス機で型抜きして、円盤状で、中
心に軸孔21cと外周方向にコ字状に開口した複数のス
ロット21bとを備える鉄板21aを作る。そして、鉄
板21aを重ね合わせて、厚み約6mmの鉄心を形成す
る。続いて、図7に示すように、スロット21bに電線
22aを巻設してコイル22を形成する。コイル22の
回路は、図9に示すように、3相状である。Next, a method of assembling the stator core 21 will be described. First, an iron plate is punched out by a press to produce a disk-shaped iron plate 21a having a shaft hole 21c at the center and a plurality of slots 21b opened in a U-shape in the outer peripheral direction. Then, the iron plates 21a are overlapped to form an iron core having a thickness of about 6 mm. Subsequently, as shown in FIG. 7, an electric wire 22a is wound around the slot 21b to form the coil 22. The circuit of the coil 22 has a three-phase configuration as shown in FIG.
【0022】次に、図8をもとに固定子鉄心21及び風
車20の取付を説明する。まず、固定子鉄心21の軸孔
21cの内周と支持突起11bの外周とを密接させて、
固定子鉄心21を支持突起11bに固定する。また、支
持突起11bが到らない軸孔21c及び支持突起11b
の内周にベアリング26a,26bを挿嵌する。そし
て、風車20を、シャフト24がベアリング26a,2
6bに密接するように挿嵌する。ベアリング26bから
突出したシャフト24の端部に止め輪24aを嵌着する
ことにより、風車20は支持突起11bに回転自在に軸
支される。磁石25が固定子鉄心21の外周を回動可能
に配置され、風車20と固定子鉄心21とにより発電手
段が構成される。上記のように本実施例においては、シ
ャフト24の軸受としてベアリング26a,26bを用
いたがこれに限られるものではなく、例えば含油合金等
で形成された金属軸受であってもかまわない。Next, the mounting of the stator core 21 and the windmill 20 will be described with reference to FIG. First, the inner periphery of the shaft hole 21c of the stator core 21 and the outer periphery of the support protrusion 11b are brought into close contact with each other,
The stator core 21 is fixed to the support protrusion 11b. Further, the shaft hole 21c where the support protrusion 11b does not reach and the support protrusion 11b
The bearings 26a and 26b are inserted into the inner circumference of. Then, the windmill 20 is mounted on the shaft 24 with the bearings 26a, 2a.
6b so as to be in close contact therewith. By fitting the retaining ring 24a to the end of the shaft 24 protruding from the bearing 26b, the windmill 20 is rotatably supported by the support protrusion 11b. The magnet 25 is rotatably arranged on the outer periphery of the stator core 21, and the wind turbine 20 and the stator core 21 constitute power generation means. As described above, in the present embodiment, the bearings 26a and 26b are used as the bearings of the shaft 24. However, the present invention is not limited to this. For example, a metal bearing formed of an oil-impregnated alloy or the like may be used.
【0023】筒体10bを通過した風が、羽根29に当
たり風車20が回転すると、磁石25が固定子鉄心21
の外周を回動し、コイル22に電力が誘起され発電が行
われる。発電された電力は、ダイオードD1〜D6によ
って整流され、二次電池17に蓄積される。出力コネク
タ16にラジオや電灯などの電気機器を接続することに
より、それらの電気機器は、小型風力発電装置1で発電
された電力により動作する。本実施例の風力発電ユニッ
ト5には、二次電池17と出力手段である出力コネクタ
16とを共に備えている。そして、風のある状態で発電
した電力を二次電池17に蓄え、風のないときには、蓄
えた電力を出力コネクタ16を介して外部に出力可能で
ある。また、二次電池17を着脱自在に設けたことで、
風力発電ユニット5内で充電して取り出した二次電池1
7を他の電気機器のバッテリーとして使用することがで
き、ケーブルなどの通電手段を用いることなく、容易に
他の電気機器に電力を供給することが可能である。しか
しながら、本実施例の風力発電ユニット5は、二次電池
17と出力コネクタ16の双方がないと機能しないわけ
ではなく、二次電池17を有しなくともよく、また、出
力コネクタ16を備えていなくとも、二次電池17を介
して、他の電気機器に電力を供給することは可能であ
る。When the wind passing through the cylinder 10b hits the blade 29 and the windmill 20 rotates, the magnet 25
, The electric power is induced in the coil 22 to generate electric power. The generated power is rectified by the diodes D <b> 1 to D <b> 6 and stored in the secondary battery 17. By connecting electric devices such as radios and electric lights to the output connector 16, those electric devices operate with the electric power generated by the small wind power generator 1. The wind power generation unit 5 of this embodiment includes both a secondary battery 17 and an output connector 16 as an output unit. Then, the power generated in a windy state is stored in the secondary battery 17, and when there is no wind, the stored power can be output to the outside via the output connector 16. Also, by providing the secondary battery 17 detachably,
Secondary battery 1 charged and taken out in wind power generation unit 5
7 can be used as a battery for another electric device, and it is possible to easily supply power to another electric device without using a power supply means such as a cable. However, the wind power generation unit 5 of the present embodiment does not necessarily function without both the secondary battery 17 and the output connector 16, and does not need to have the secondary battery 17 and has the output connector 16. Even if not, it is possible to supply power to other electric devices via the secondary battery 17.
【0024】尚、この発電手段による発電量は、電圧約
4V、電流約30mAである。また、本実施例で示す筐
体10,11、羽根29、固定子鉄心21の大きさ及び
発電量は、あくまでも一例であり、本実施例で示すよう
な携帯可能な大きさは当然であるが、人力で運搬移動可
能な範囲の大きさのものであれば、本発明に係わる各発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことはいうまでもない。The amount of power generated by the power generation means is a voltage of about 4 V and a current of about 30 mA. Further, the sizes and power generation amounts of the housings 10 and 11, the blades 29, and the stator core 21 shown in the present embodiment are merely examples, and the portable size as shown in the present embodiment is a matter of course. Needless to say, various changes can be made within a range that can be carried and moved by human power without departing from the gist of each invention according to the present invention.
【0025】本実施例による小型風力発電装置1によれ
ば、羽根29を有するヨーク23の内部に円筒状で周方
向にS極とN極が交互に形成された磁石25が設けられ
ることにより風車20の内部が回転磁石となっている。
また、風車20の内側に固定子鉄心21が設けられてい
ることから風車20自体が発電手段の一部となってい
る。このため、回転伝達手段であるシャフト24の長さ
を短く抑えることができると共に、増減速機等の付加的
装置を介すことなく羽根で受けた風力で直接発電でき、
伝達損失を抑え高効率な発電が可能である。風車20の
回転中心から遠い部分に設けられた羽根29で風を受け
有効にトルクを得ることができ、また、風車20の回転
中心に近い部分に設けられた磁石25とコイル22で発
電を行うようにしたので、小型で且つ軽量な風力発電装
置を得ることが可能となった。According to the small wind turbine generator 1 of this embodiment, the windmill is provided by providing the cylindrical magnet 25 having the S-pole and the N-pole alternately formed in the circumferential direction inside the yoke 23 having the blades 29. The inside of 20 is a rotating magnet.
Further, since the stator core 21 is provided inside the wind turbine 20, the wind turbine 20 itself is a part of the power generation means. For this reason, the length of the shaft 24 serving as the rotation transmitting means can be reduced, and the power can be directly generated by the wind received by the blades without passing through an additional device such as a gearbox.
Transmission loss can be suppressed and high-efficiency power generation is possible. Wind can be effectively received by the blades 29 provided at a portion far from the rotation center of the windmill 20, and power is generated by the magnet 25 and the coil 22 provided at a portion near the rotation center of the windmill 20. As a result, a small and lightweight wind turbine generator can be obtained.
【0026】また、増減速機等の付加的装置を必要とし
ないことから、風車20の回転トルクを抑え弱い風であ
っても発電ができ、弱い風のエネルギーを無駄にするこ
となく自然エネルギーの有効利用が可能である。また、
発電手段と整流手段とを単一ユニットである風力発電ユ
ニット5内に設けたことで、運搬・設置が容易である。Further, since an additional device such as a speed increaser / reducer is not required, the rotational torque of the wind turbine 20 can be suppressed and power can be generated even in a weak wind, and natural energy can be generated without wasting the energy of the weak wind. Effective use is possible. Also,
By providing the power generation means and the rectification means in the wind power generation unit 5 which is a single unit, transportation and installation are easy.
【0027】また、ヨーク23と羽根部材27とが別部
材となっていることから、必要な電力の大きさや発電時
の風の強さに応じて、適切な羽根29を有する羽根部材
27を選択して取り付けることで効率的な発電が可能で
ある。Further, since the yoke 23 and the blade member 27 are separate members, the blade member 27 having the appropriate blade 29 is selected according to the required power level and the wind strength at the time of power generation. By attaching it, efficient power generation is possible.
【0028】尚、本実施例の風力発電ユニット5には設
けられていないが、例えばDC−DCコンバータのよう
な、電圧を昇圧又は降圧するための変圧手段を風力発電
ユニット5内に設けることも可能である。変圧手段を備
えることで、任意の電圧の電力を得ることが可能であ
り、充電電圧の異なる二次電池17でも使用可能となる
し、また、電源電圧に制限されることなく各種の電気機
器を駆動可能となる。Although not provided in the wind power generation unit 5 of the present embodiment, a transformer for raising or lowering the voltage, such as a DC-DC converter, may be provided in the wind power generation unit 5. It is possible. By providing the transformer, it is possible to obtain electric power of an arbitrary voltage, it is possible to use the secondary batteries 17 having different charging voltages, and it is possible to use various electric devices without being limited to the power supply voltage. It can be driven.
【0029】[0029]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、羽根を有する
ヨークの内部に円筒状で周方向にS極とN極が交互に形
成された磁石が設けられているため風車の内部が回転磁
石となっている。また、風車の内側に固定子鉄心が設け
られていることから風車自体が発電手段の一部となって
いる。このため、回転伝達手段であるシャフトの長さを
短く抑えることができると共に、増減速機等の付加的装
置を介すことなく羽根で受けた風力で直接発電でき、伝
達損失を抑え高効率な発電が可能である。風車の回転中
心から遠い部分に設けられた羽根で風を受け有効にトル
クを得ることができ、また、風車の回転中心に近い部分
に設けられた磁石とコイルで発電を行うようにしたの
で、小型で且つ軽量な風力発電装置を得ることが可能と
なった。また、増減速機等の付加的装置を必要としない
ことから、風車の回転トルクを抑え弱い風であっても発
電ができ、弱い風のエネルギーを無駄にすることなく自
然エネルギーの有効利用が可能である。また、発電手段
と整流手段とを単一ユニット内に設けたことで、運搬・
設置が容易である。According to the first aspect of the present invention, since the magnet having the cylindrical shape and the S pole and the N pole alternately formed in the circumferential direction is provided inside the yoke having the blade, the inside of the windmill rotates. Has become a magnet. Further, since the stator core is provided inside the wind turbine, the wind turbine itself is a part of the power generation means. For this reason, the length of the shaft, which is the rotation transmitting means, can be kept short, and power can be directly generated by the wind received by the blades without passing through an additional device such as a speed reducer or the like. Power generation is possible. Since the blades provided at a portion far from the rotation center of the windmill can receive the wind and effectively obtain torque, and because the magnet and the coil provided at the portion near the rotation center of the windmill generate power, It has become possible to obtain a small and lightweight wind power generator. In addition, since no additional device such as a gearbox is required, the wind turbine can be controlled even when the wind is weak and the power can be used without wasting the energy of the weak wind. It is. In addition, by providing the power generation means and rectification means in a single unit, transportation and
Easy to install.
【0030】請求項2の発明によれば、二次電池を設け
たことから、風が吹いているときに発電した電力を二次
電池に蓄積しておくことで、風がない状態でも、電力の
供給が可能である。According to the second aspect of the present invention, since the secondary battery is provided, the power generated when the wind is blowing is stored in the secondary battery, so that the power can be stored even when there is no wind. Can be supplied.
【0031】請求項5の発明によれば、変圧手段を有し
ていることから、任意の電圧の電力を得ることが可能で
あり、電源電圧に制限されることなく各種の電気機器を
駆動可能である。また、充電電圧の異なる二次電池の充
電も可能である。According to the fifth aspect of the present invention, since there is a transformer, it is possible to obtain power of an arbitrary voltage, and it is possible to drive various electric devices without being limited to the power supply voltage. It is. It is also possible to charge secondary batteries having different charging voltages.
【0032】請求項6の発明によれば、二次電池が着脱
自在であることから、充電して取り出した二次電池を他
の電気機器のバッテリーとして使用することができ、ケ
ーブルなどの通電手段を用いることなく、容易に他の電
気機器に電力を供給することが可能である。According to the sixth aspect of the present invention, since the secondary battery is detachable, the secondary battery that has been charged and taken out can be used as a battery of another electric device. It is possible to easily supply power to other electric devices without using the power supply.
【0033】請求項7の発明によれば、羽根がヨークに
着脱自在となっていることから、必要な電力の大きさや
発電時の風の強さに応じて、適切な羽根を選択して取り
付けることで効率的な発電が可能である。According to the seventh aspect of the present invention, since the blade is detachable from the yoke, an appropriate blade is selected and mounted according to the required power level and the wind intensity during power generation. This enables efficient power generation.
【図1】本発明に係る小型風力発電機の正面図である。FIG. 1 is a front view of a small wind power generator according to the present invention.
【図2】同電気配線図である。FIG. 2 is the same electrical wiring diagram.
【図3】図1のIII−III線矢視概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III of FIG. 1;
【図4】図1に示す風車の組立方法を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory view showing a method of assembling the wind turbine shown in FIG.
【図5】同風車の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the wind turbine.
【図6】同固定子鉄心の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the stator core.
【図7】同固定子鉄心の上面図である。FIG. 7 is a top view of the stator core.
【図8】図3のVIII線部分拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view taken along the line VIII of FIG. 3;
【図9】同電気回路図である。FIG. 9 is an electric circuit diagram of the same.
1・・・・・・・・・・小型風力発電装置 5・・・・・・・・・・風力発電ユニット 10,11・・・・・・筐体 10a・・・・・・・・筒体 10b・・・・・・・・支持腕カバー 11a・・・・・・・・支持腕 11c・・・・・・・・電池蓋 17・・・・・・・・・二次電池 18・・・・・・・・・基板 20・・・・・・・・・風車 21・・・・・・・・・固定子鉄心 21a・・・・・・・・鉄板 21b・・・・・・・・スロット 21c・・・・・・・・軸孔 22・・・・・・・・・コイル 23・・・・・・・・・ヨーク 24・・・・・・・・・シャフト 25・・・・・・・・・磁石 1 ································································································ Body 10b ······ Support arm cover 11a ······· Support arm 11c ········ Battery cover 17 ······· Rechargeable battery 18 · ········· Substrate 20 ···················· Windmill 21 ································· Iron plate 21b ········· ······ Slot 21c ··········································································································································································································································· ·······magnet
フロントページの続き Fターム(参考) 3H078 AA02 BB06 BB11 BB18 CC02 CC22 5H607 AA00 BB02 BB14 BB17 CC01 CC05 CC07 DD01 DD02 DD03 DD08 DD19 FF26 GG08 5H621 GA01 GA04 HH01 JK08 JK13 JK14 Continued on the front page F term (reference) 3H078 AA02 BB06 BB11 BB18 CC02 CC22 5H607 AA00 BB02 BB14 BB17 CC01 CC05 CC07 DD01 DD02 DD03 DD08 DD19 FF26 GG08 5H621 GA01 GA04 HH01 JK08 JK13 JK14
Claims (7)
て、風力を電力に変換する発電手段と、該電力を整流す
るための整流手段とを単一ユニット内に設け、該発電手
段は、円柱状の鉄心と、該鉄心の中心を貫通して穿設さ
れた軸孔と、該鉄心の外周方向にコ字状に開口する複数
のスロットと、該スロットに巻設されたコイルとを有す
る固定子鉄心と、椀状のヨークと、該ヨークの内底中央
から起立するシャフトと、該固定子鉄心の外周に配置可
能な円筒で周方向にS極とN極が交互に形成され該ヨー
クの内壁に挿嵌された磁石と、該ヨークの外周に設けら
れた羽根とを有する風車と、支持腕が突設された基台と
を備え、該固定子鉄心の端部が該支持腕に固定されてお
り、該風車のシャフトが該固定子鉄心の軸孔を貫通した
状態で該支持腕に回動自在に軸支され、該風車が風を受
けて回転することにより該磁石が回動して電力を生じる
ことを特徴とする小型風力発電装置。In a portable small wind power generator, a power generating means for converting wind power into electric power and a rectifying means for rectifying the electric power are provided in a single unit, and the power generating means has a cylindrical shape. A stator core having an iron core, a shaft hole penetrating through the center of the iron core, a plurality of slots opening in a U-shape in the outer peripheral direction of the iron core, and a coil wound around the slot. , A bowl-shaped yoke, a shaft rising from the center of the inner bottom of the yoke, and a cylinder that can be arranged on the outer periphery of the stator core, and S poles and N poles are alternately formed in the circumferential direction on the inner wall of the yoke. A windmill having a magnet fitted and a blade provided on the outer periphery of the yoke, and a base on which a support arm is protruded, wherein an end of the stator core is fixed to the support arm And the wind turbine shaft is turned around the support arm while penetrating the shaft hole of the stator core. Freely pivotally supported, a small wind turbine generator magnet, characterized in that the resulting power rotated by 該風 wheel is rotated by the wind.
ることを特徴とする請求項1記載の小型風力発電装置。2. The small wind power generator according to claim 1, further comprising a secondary battery for storing the electric power.
ることを特徴とする請求項1記載の小型風力発電装置。3. The small wind power generator according to claim 1, further comprising an output unit for outputting the electric power.
ることを特徴とする請求項2記載の小型風力発電装置。4. The small wind power generator according to claim 2, further comprising an output means for outputting the electric power.
段を備えることを特徴とする請求項1〜請求項4記載の
小型風力発電装置。5. The small wind power generator according to claim 1, further comprising a transformer for increasing or decreasing the electric power.
ことを特徴とする請求項2又は請求4記載の小型風力発
電装置。6. The small wind power generator according to claim 2, wherein said secondary battery is detachably provided.
れていることを特徴とする請求項1〜請求項6記載の小
型風力発電装置。7. The small wind power generator according to claim 1, wherein the blade is detachably provided on the yoke.
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- 1999-11-30 JP JP34037099A patent/JP4324294B2/en not_active Expired - Fee Related
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