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JP2002303254A - 風力発電装置 - Google Patents

風力発電装置

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Publication number
JP2002303254A
JP2002303254A JP2001107170A JP2001107170A JP2002303254A JP 2002303254 A JP2002303254 A JP 2002303254A JP 2001107170 A JP2001107170 A JP 2001107170A JP 2001107170 A JP2001107170 A JP 2001107170A JP 2002303254 A JP2002303254 A JP 2002303254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
wind power
power generator
output shaft
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001107170A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidehiko Idaka
英彦 伊高
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001107170A priority Critical patent/JP2002303254A/ja
Publication of JP2002303254A publication Critical patent/JP2002303254A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡素で部品点数が少なく、装置自体が
小型でしかも安価であり、メインテナンス作業も簡単な
風力発電装置を提供する。 【解決手段】 増速機構４は、ロータに直結された腕４
１と、腕４１に支持された複数の遊星歯車４２と、遊星
歯車４２の外側に配置されてこれらに噛合する固定の内
歯車４３と、複数の遊星歯車４２の中心に配置されて回
転自在に支持され、各遊星歯車４２に噛合する太陽歯車
４４と、太陽歯車４４に直結された出力軸４５とを備
え、発電機構５には、出力軸４５に設けられた回転子５
２と、回転子５２の周囲に配置された固定子５３とを備
え、減速機構４および発電機構５をひとつのケーシング
６に内蔵して一体化した風力発電装置を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力によって発電
機を駆動する風力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】環境問題に対する意識の高まりのととも
に、廃棄物を出さないクリーンなエネルギーとして、風
力発電装置が注目を集めている。風力発電装置は、風の
力によってロータを回転させ、得られた回転力によって
発電機を駆動するようになっている。
【０００３】従来の風力発電装置の構造の一例を図２に
示す。図において符号１０１は３枚のブレードを備える
ロータ、１０２はロータ１０１に直結される主軸、１０
３は主軸１０２の回転速度を増幅させる増速機、１０４
は増幅された主軸１０２の回転を取り出す出力軸、１０
５は出力軸１０４によって駆動される発電機である。
【０００４】上記の風力発電装置においては、ブレード
に風を受けるとロータ１０１が回転し、その回転速度が
主軸１０２を介して増速機１０３で増幅されて出力軸１
０４から出力され、その出力によって発電機１０５が駆
動される。
【０００５】図３には増速機１０３の構造を示す。図に
おいて符号１０６は主軸１０２に連結される腕、１０７
は腕１０６に支持される遊星歯車（複数存在するが、図
では１個だけ図示）、１０８は各遊星歯車１０７の外側
に配置されてこれらに噛合する固定の内歯車、１０９は
各遊星歯車１０７の中心に配置されてこれらに噛合する
太陽歯車、１１０は太陽歯車１０９に直結される第１の
中間軸、１１１は中間軸１１０の回転を第２の中間軸１
１２（に設けられた歯車）に伝達する第１の平歯車、１
１３は中間軸１１２の回転を出力軸１０４（に設けられ
た歯車）に伝達する第２の平歯車である。
【０００６】主軸１０２を介して伝達されたロータ１０
１の回転は、遊星歯車１０７、第１の平歯車１１１、第
２の平歯車１１３を経て段階的に増速され、出力軸１０
４から出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の風
力発電装置においては、構造が複雑で部品点数が多いた
めに装置自体が大型でかつ高価である、メインテナンス
作業に時間がかかる、といった問題がある。こららの問
題は、洋上への設置を目指す上で特に憂慮すべき問題で
ある。例えば、洋上に風力発電装置を設置しようとする
場合、大型の洋上クレーン船を使用して作業を行う必要
があるが、こういった特殊な機材の使用料は非常に高額
となるため、設置にかかるコストを削減しようとするな
らば、装置をなるべく小型化して設置作業を行い易く
し、特殊機材を使用しての作業をできるだけ少なくする
必要がある。
【０００８】また、設置後のメインテナンスを行う場合
も同様に洋上クレーン船を使用する必要があるため、そ
れにかかるコストを削減しようとするならば、なるべく
メインテナンスをし易い構造を採用することが望まし
い。
【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、構造が簡素で部品点数が少なく、装置自体が小
型でしかも安価であり、メインテナンス作業も簡単な風
力発電装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成の風力発電装置を採用
する。すなわち本発明に係る請求項１記載の風力発電装
置は、風力によってロータを回転させ、得られた回転力
によって発電する風力発電装置であって、前記ロータの
回転速度を増幅させる増速機構および増幅された回転力
によって駆動される発電機構とを一体化したことを特徴
とする。
【００１１】請求項２記載の風力発電装置は、請求項１
記載の風力発電装置において、前記ロータに直結された
腕と、該腕に支持された複数の遊星歯車と、該遊星歯車
の外側に配置されてこれらに噛合する固定の内歯車と、
前記複数の遊星歯車の中心に配置されて回転自在に支持
され、該遊星歯車に噛合する太陽歯車と、該太陽歯車に
直結された出力軸と、該出力軸に設けられた回転子と、
該回転子の周囲に配置された固定子とを備えることを特
徴とする。
【００１２】請求項３記載の風力発電装置は、請求項２
記載の風力発電装置において、前記回転子が、前記出力
軸に固定されたハブの外周面に取り付けられていること
を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る風力発電装置の実施
形態を図１に示して説明する。図において符号１はロー
タ（ロータヘッドのみ図示）、２はロータ１に直結され
る主軸、３は主軸２の回転速度を増幅させる増速機構４
および増幅された回転力によって駆動される発電機構５
とを内蔵した発電ユニットである。増速機構４および発
電機構５はともにケーシング６の内部に設けられてい
る。
【００１４】増速機構４は、主軸２を介してロータ１に
直結された腕４１と、腕４１に支持された遊星歯車（複
数存在するが、図では１個だけ図示）４２と、複数の遊
星歯車４２の外側に配置されてこれらに噛合する固定の
内歯車４３と、各遊星歯車４２の中心に配置されて回転
自在に支持され、各遊星歯車４２に噛合する太陽歯車４
４と、太陽歯車４４に直結された出力軸４５とを備えて
いる。
【００１５】発電機構５は、出力軸４５に固定されたハ
ブ５１と、ハブ５１の外周面に取り付けられた回転子５
２と、回転子５２に相対してこれを取り囲むように配置
されてケーシング６の内側に固定された固定子５３とを
備えている。
【００１６】上記のように構成された風力発電装置にお
いては、ロータ１が風を受けて回転すると、その回転が
主軸２を介して増速機構４に伝達される。増速機構４で
は、主軸２に直結された腕４１が回転して遊星歯車４２
を公転させる。各遊星歯車４２は固定の内歯車４３に噛
合するために公転しながら自転することになり、その回
転は太陽歯車４４に伝達される。太陽歯車４４に伝達さ
れた回転は出力軸４５から発電機構５に出力される。
【００１７】発電機構５では、出力軸４５に固定された
ハブ５１が回転し、ハブ５１とともに回転子５２が回転
して固定子５３との間で発電がなされる。発電機構５で
は、出力軸４５にハブ５１を固定することで回転速度を
稼いでいる。
【００１８】上記風力発電装置によれば、減速機構４お
よび発電機構５をひとつのケーシング６に内蔵して一体
化していること、高速で回転する歯車伝達機構が省略さ
れていること等から、構造が簡素で部品点数が少ない。
また、これによって同性能の他機種と比較して装置自体
が小型で製造コストも安価である。さらに、同様の理由
からメインテナンス性も非常に高い。
【００１９】これらの利点は、風力発電装置の洋上への
設置を目指す上で特に有効である。例えば、装置自体が
小型であるために洋上クレーン船の使用期間が短くて済
み、設置にかかるコストを削減することができる。
【００２０】また、構造が簡素で部品点数が少ないため
にメインテナンスがし易く、この場合もの使用期間が短
くて済み、メインテナンスにかかるコストを削減するこ
とができる。さらに、当然のごとく構造が簡素で部品点
数が少ないために故障の可能性も非常に低く抑えられ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータの回転速度を増幅する増速機構と、増幅された回
転力によって駆動される発電機構とを一体化した構造を
採用することにより、構造が簡素で部品点数が少なく、
装置自体が小型でしかも安価であり、メインテナンス作
業も簡単な風力発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る風力発電装置の実施形態を示す
側断面図である。
【図２】 従来の風力発電装置の一例を示す斜視図であ
る。
【図３】 従来の風力発電装置に具備される増速機の構
造を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ ロータ ２ 主軸 ３ 発電ユニット ４ 増速機構 ５ 発電機構 ４１ 腕 ４２ 遊星歯車 ４３ 内歯車 ４４ 太陽歯車 ４５ 出力軸 ５２ 回転子 ５３ 固定子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA11 AA26 BB17 BB18 BB19 CC02 CC13 CC22 CC54 5H002 AA07 AB09 5H590 AA03 AA04 AA08 AA30 CA14 CB02 CC02 CC18 5H607 AA00 AA12 BB02 BB07 BB14 BB26 CC03 CC05 CC09 DD02 DD07 DD08 DD19 EE24 EE33 EE36 FF26 GG01 GG08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 風力によってロータを回転させ、得られ
    た回転力によって発電する風力発電装置であって、 前記ロータの回転速度を増幅させる増速機構および増幅
    された回転力によって駆動される発電機構とを一体化し
    たことを特徴とする風力発電装置。
  2. 【請求項２】 前記ロータに直結された腕と、該腕に支
    持された複数の遊星歯車と、該遊星歯車の外側に配置さ
    れてこれらに噛合する固定の内歯車と、前記複数の遊星
    歯車の中心に配置されて回転自在に支持され、該遊星歯
    車に噛合する太陽歯車と、該太陽歯車に直結された出力
    軸と、該出力軸に設けられた回転子と、該回転子の周囲
    に配置された固定子とを備えることを特徴とする請求項
    １記載の風力発電装置。
  3. 【請求項３】 前記回転子が、前記出力軸に固定された
    ハブの外周面に取り付けられていることを特徴とする請
    求項２記載の風力発電装置。
JP2001107170A 2001-04-05 2001-04-05 風力発電装置 Pending JP2002303254A (ja)

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