JP2007032471A - Wind power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力を利用して電力を発生する風力発電装置に関する。 The present invention relates to a wind turbine generator that generates power using wind power.
風力発電装置は、風力を回転力に変換する羽根(回転翼)をロータ側に設け、ロータに設けられた磁石の回転によって、ステータに設けられたステータコイルに電力を誘起するというものである。 The wind turbine generator is provided with blades (rotary blades) that convert wind power into rotational force on the rotor side, and induces electric power in a stator coil provided in the stator by rotation of a magnet provided in the rotor.
前記風力発電装置は、風力を安定的かつ有効に得るために、地上に設立されたタワーと、このタワーの上部に風車架台を設けている。また、この風車架台上には、風力を受けて回転する複数枚の羽根と、該羽根を取り付けた羽根ロータを設け、該羽根ロータ側に複数の磁石を配置した前記ロータが設けられ、該ロータの磁石に対向するようにステータコイルを持った前記ステータを固定側に有する。前記ロータ及び前記ステータが発電機を構成している。 In order to obtain wind power stably and effectively, the wind power generation apparatus includes a tower established on the ground and a wind turbine base on the top of the tower. Further, on the wind turbine base, a plurality of blades rotating by receiving wind force, a blade rotor to which the blades are attached, and the rotor having a plurality of magnets disposed on the blade rotor side are provided. The stator having a stator coil so as to face the magnet is provided on the fixed side. The rotor and the stator constitute a generator.
したがって、この風力発電装置では、羽根が風力を受けることによって前記ロータが前記ステータに対し相対回転させられる。そして前記ステータコイルに電圧を誘起することとなる。この誘起(発電)電圧は前記ロータの回転速度に比例する。従って、強風時には高出力を得ることができるものの、微風時には安定した電圧を発生させることができない。 Therefore, in this wind power generator, the rotor is rotated relative to the stator when the blades receive wind force. A voltage is induced in the stator coil. This induced (power generation) voltage is proportional to the rotational speed of the rotor. Therefore, although a high output can be obtained in a strong wind, a stable voltage cannot be generated in a light wind.
風力発電装置で微風時にも高出力が得られるようにするには、大きな面積で特殊な角度に曲げられた羽根が必要になる。しかし、強風時には羽根が高速回転するため、羽根自体や羽根の取付け部分が変形または破損する場合がある。したがって、前記羽根自体や羽根の取付け部分の変形または破損を防止するには羽根の面積や風の利用効率を下げるような処置をする必要がある。 In order to obtain a high output even in a light wind with a wind power generator, blades bent at a special angle with a large area are required. However, since the blades rotate at a high speed during a strong wind, the blades themselves and the blade mounting portion may be deformed or damaged. Accordingly, in order to prevent deformation or breakage of the blade itself or the blade mounting portion, it is necessary to take measures to reduce the blade area and the efficiency of wind utilization.
また、タワーは風力発電装置の略全重量を支持し、かつ強風にも耐えられるように、ある大きさの外径と強度を持つように形成され、構造や設置工事が大掛かりになっている。
前記のように微風時にも高出力が得られるようにし、強風時には羽根の面積や風の利用効率を抑えるようにするため、風力に応じて羽根の向きを変えたり、羽根の回転軸に負荷を連結したりする方法が考えられる。しかしながら、羽根の取付構造が複雑となり、風の利用効率を変化させるために大掛りで面倒な作業が必要となる。また、強風に耐えられるようにタワーの外径を大きくした場合には、騒音や振動を発生するという問題があった。 As described above, in order to obtain high output even during light winds, and to reduce the blade area and wind utilization efficiency during strong winds, the direction of the blades can be changed according to the wind force, and the blade rotation shaft can be loaded. A method of connecting them is conceivable. However, the blade mounting structure is complicated, and a large and troublesome work is required to change the efficiency of wind utilization. Further, when the outer diameter of the tower is increased to withstand strong winds, there is a problem that noise and vibration are generated.
さらに強風時には羽根が高速回転し、この高速回転で発生する電圧が過大となるが、この発生電圧に耐えられる発電機回路部品、配線などの耐圧、容量に余裕を見る必要がある。このため設備コストが高くなるとともに、設備の利用効率が悪いという問題があった。また、タワー上に風車架台や風車を設置する風力発電装置は設備全体が大掛りで、一般家庭では到底採用できないものであった。 Furthermore, the blades rotate at a high speed during strong winds, and the voltage generated by this high speed rotation becomes excessive. However, it is necessary to allow a sufficient margin in the withstand voltage and capacity of the generator circuit components and wiring that can withstand this generated voltage. For this reason, there existed a problem that equipment cost became high and the utilization efficiency of equipment was bad. In addition, the wind turbine generator and the wind turbine installed on the tower are large in size and cannot be used in ordinary households.
本発明は、微風時には高出力が得られ、強風時には騒音を低減でき、高速回転時にも発生電圧の過大上昇を回避でき、簡単な設備および安価な設備コストにて、一般家庭においても実用できる風力発電装置を提供しようとするものである。 The present invention can achieve high output in light winds, can reduce noise in strong winds, can avoid an excessive increase in generated voltage even at high speeds, and can be used in ordinary households with simple equipment and low equipment costs. A power generator is to be provided.
請求項1の本発明の風力発電装置は、微風な風速を受けても回転するダウンブロー形態の羽根を有する風車に、磁石が配設されたロータを一体に固定し、風速が設定回転以上で徐々に前記風車及びロータが水平軸に対して水平方向に移動し、ボディに固定されたステータコイルとの磁気結合度合いを低減可能とするスプリングを有し発電性能を制御することを特徴とする。 The wind turbine generator according to the first aspect of the present invention is such that a rotor provided with a magnet is integrally fixed to a windmill having a blade of a down blow type that rotates even when subjected to a slight wind speed, and the wind speed is equal to or higher than a set rotation. The wind turbine and the rotor gradually move in the horizontal direction with respect to the horizontal axis, and the power generation performance is controlled by including a spring that can reduce the degree of magnetic coupling with the stator coil fixed to the body.
前記構成により、微風時にも高出力が得られ、設定風速以上になると、実風速の増加に応じて前記ロータが後退させられ、前記ステータコイルの誘起電力が低減させられる。すなわち、風速が増加してロータ(羽根)が高速回転しても、前記ステータコイルが設計値以上の高電圧を発生させることがない。したがって、絶縁や耐電圧を考慮して必要以上に大型で高価な配線や電気部品及び設備を用意する必要がなく、家庭用発電設備として安全且つ有用である。 With the above configuration, a high output is obtained even in a light wind, and when the wind speed exceeds a set wind speed, the rotor is retracted in accordance with an increase in the actual wind speed, and the induced power of the stator coil is reduced. That is, even if the wind speed increases and the rotor (blade) rotates at a high speed, the stator coil does not generate a high voltage exceeding the design value. Therefore, it is not necessary to prepare unnecessarily large and expensive wiring, electrical parts and equipment in consideration of insulation and withstand voltage, and it is safe and useful as a home power generation equipment.
請求項2に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、垂直軸に回転自在に支持されたボディと、該ボディに水平に支持された水平軸と、該水平軸に回転自在及び前記水平軸方向に摺動自在に支持されたハブと、該ハブの周囲に取り付けられた複数枚の羽根と、前記ハブを常時前記ボディ方向に付勢するように前記水平軸に設けられたスプリングと、前記ボディに取り付けられたステータ及び該ステータに対向するように前記ハブに取り付けられたロータからなる発電機とを備え、風速が設定値を超えたとき、風速の増加分だけ前記ハブを前記スプリングに抗して前記水平軸に沿って後退させ、前記ステータのステータコイルと前記ロータの磁石との磁気結合度合いを低減させることを特徴とする。
A wind turbine generator according to an embodiment of the present invention as set forth in
前記構成により、設定風速以上では、実風速の大きさに応じて前記ハブが前記水平軸に沿って往復摺動し、前記ロータが前記ステータに対して軸方向に位置ずれを起こし、前記ステータコイルの誘起電力が変化させられる。すなわち、風速が大きくなって羽根が高速回転しても、ステータコイルが設計値以上の高電圧を発生することがない。したがって、絶縁や耐電圧を考慮して必要以上に大形で高価な配線や電気部品及び設備を用意する必要がなく、家庭用発電設備として安全且つ有用である。 With the above configuration, at a set wind speed or higher, the hub reciprocates along the horizontal axis according to the magnitude of the actual wind speed, and the rotor is displaced in the axial direction with respect to the stator. The induced power of is changed. That is, even if the wind speed increases and the blades rotate at a high speed, the stator coil does not generate a higher voltage than the design value. Therefore, it is not necessary to prepare wiring and electric parts and equipment that are larger and more expensive than necessary in consideration of insulation and withstand voltage, and it is safe and useful as a home power generation equipment.
請求項3に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、垂直軸の上下端部が自立式フレームに支持されてなることを特徴とする。前記構成によれば、風力発電装置全体を自立式且つコンパクトに纏めることができ、可搬式とすることが可能であり、必要に応じて水平架台等を用いて、屋根や風を受け易い高台、あるいは平地に容易に設置することができる。 The wind turbine generator according to one embodiment of the present invention shown in claim 3 is characterized in that the upper and lower ends of the vertical shaft are supported by a self-supporting frame. According to the above configuration, the entire wind power generator can be gathered in a self-supporting and compact manner, and can be portable, using a horizontal mount or the like, if necessary, a hill that is susceptible to wind and wind, Or it can be easily installed on flat ground.
請求項4に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、垂直軸の外周に前記ボディとともに回転可能であり、かつ流線型の断面を持つ筒状のコードガイドが設けられてなることを特徴とする。 A wind turbine generator according to an embodiment of the present invention as set forth in claim 4 is provided with a cylindrical cord guide that is rotatable with the body on the outer periphery of a vertical shaft and has a streamlined cross section. Features.
前記構成により、発電機から発生電圧を取り出すケーブル(配線)を風雨にさらすことがなく、前記コードガイド内に収めることができる。また、前記コードガイド自体が流線型であるため、風の抵抗を少なくすることができる。したがって、強風下でも垂直軸部での振動や騒音の発生を抑制できる。 With this configuration, the cable (wiring) for extracting the generated voltage from the generator can be accommodated in the cord guide without being exposed to wind and rain. Further, since the cord guide itself is streamlined, it is possible to reduce wind resistance. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of vibration and noise in the vertical shaft portion even under strong winds.
請求項5に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、コードガイドには発電機から該コードガイド内に導入されたコードに接続される刷子と、該刷子を収納する角筒を持った刷子収納部材とが設けられ、垂直軸には刷子収納部材に対向するように配置されて前記刷子に摺接されるリング状電極を持つリング状電極保持部材を設けたことを特徴とする。 In the wind turbine generator according to an embodiment of the present invention as set forth in claim 5, the cord guide includes a brush connected to a cord introduced from the generator into the cord guide, and a square tube for storing the brush. And a brush-shaped electrode holding member having a ring-shaped electrode disposed on the vertical axis so as to be opposed to the brush-shaped member and in sliding contact with the brush. .
前記構成により、発電機の可動部から固定部への電力の取り出しを、前記垂直軸を被う前記コードガイドの一部で安全且つ確実に行うことができる。 With the above configuration, it is possible to safely and reliably take out the electric power from the movable portion of the generator to the fixed portion with a part of the cord guide that covers the vertical axis.
請求項6に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、風車の羽根が着脱自在、且つ取付け角度が自在に変更できることを特徴とする。前記構成により、形状やサイズが異なる羽根の中から設置場所の風速などに応じて選んだものを任意に付け替えて使用することができる。 A wind turbine generator according to an embodiment of the present invention as set forth in claim 6 is characterized in that the blades of the windmill are detachable and the mounting angle can be freely changed. By the said structure, what was selected according to the wind speed etc. of an installation place from the blade | wings from which a shape and size differ can be used, replacing arbitrarily.
請求項7に示す本発明の実施の一形態に係る風力発電装置は、風力発電機の風上側先端部にバランスウエイトを配置したことを特徴とする。前記構成により風向追従性を良好にして発電効率を向上させることができる。 A wind turbine generator according to an embodiment of the present invention shown in claim 7 is characterized in that a balance weight is arranged at the windward tip of the wind power generator. With the above configuration, the wind direction followability can be improved and the power generation efficiency can be improved.
本発明によれば、微風時にはロータの磁石とステータのステータコイルとの磁気結合度合いを大きくして、十分なレベルの電圧誘起を実現し、強風時には前記磁気結合度合いを小さくして、誘起電圧レベルを設定以上に上昇しないように抑えることができる。したがって、電気的な諸設備の小形化、小容量化および低価格化を実現できる。また、家庭用風力発電機としても容易に利用が可能である。さらに、垂直軸を流線型のコードガイドで被うことで、垂直軸周辺での風による振動や騒音を確実に回避できる。 According to the present invention, a sufficient degree of voltage induction is realized by increasing the degree of magnetic coupling between the rotor magnet and the stator coil of the stator during light winds, and the degree of induced voltage level is reduced by reducing the degree of magnetic coupling during strong winds. Can be suppressed so as not to rise above the setting. Therefore, it is possible to reduce the size, capacity, and cost of electrical facilities. It can also be easily used as a home wind generator. Furthermore, by covering the vertical axis with a streamlined code guide, vibration and noise caused by wind around the vertical axis can be reliably avoided.
本発明は、ステータコイルに対向して磁石及び複数の羽根を有するロータが設けられ、該ロータが風速の増加に応じて後退させられ、さらに風速の減少に応じて自動復帰させられる。 In the present invention, a rotor having a magnet and a plurality of blades is provided opposite to a stator coil, and the rotor is retracted in accordance with an increase in wind speed and further automatically returned in response to a decrease in wind speed.
以下に、本発明の実施の一形態を図について発明する。図1は本発明の風力発電装置の全体を示す斜視図、図2は要部の縦断面図、図3は要部の分解斜視図、図4は他の実施例を示す風力発電装置の全体斜視図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be invented with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the entire wind power generator of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the main part, FIG. 3 is an exploded perspective view of the main part, and FIG. 4 is the entire wind power generator showing another embodiment. It is a perspective view.
図1には、本発明の風力発電装置Aを鳥かご型の自立式フレームBに支持させた例が示されている。前記風力発電装置Aにおいて、1は前記鳥かご型の自立式フレームBに上下端が固定された金属パイプからなる垂直軸であり、該垂直軸1の略中央部に、該垂直軸1の貫通孔5を有するボディ4が嵌装され水平回転可能に支持される。図面実施の一形態では、前記ボディ4の上下端が前記垂直軸1に固定される軸受押さえ2、さらに軸受3によって水平回転可能に支持されている。
FIG. 1 shows an example in which a wind power generator A of the present invention is supported on a birdcage type self-supporting frame B. In the wind power generator A,
前記ボディ4は一部が後方に膨出させられて、後に述べる水平軸9の取付部7とされ、該取付部7の中心部に水平孔8が形成され、該水平孔8に前記水平軸9の一端部が圧入され、該水平軸9の他端部は前記取付部7の後方へ延長させられている。
A part of the body 4 is bulged rearward to form a mounting portion 7 of a
前記ボディ4の前記取付部7には、複数のステータコイル10を外周に等間隔配置したステータ11が取り付けられている。このステータ11は、図3に示すように、リング状部材11aの外周に前記ステータコイル10を等間隔に配置してなる。なお、前記ステータコイル10の外周には後述するロータ19が対向配置される。
A stator 11 having a plurality of stator coils 10 arranged at equal intervals on the outer periphery is attached to the attachment portion 7 of the body 4. As shown in FIG. 3, the stator 11 is formed by arranging the stator coils 10 at equal intervals on the outer periphery of a ring-shaped member 11a. A rotor 19 (to be described later) is disposed opposite to the outer periphery of the
前記取付部7の外へ延びる前記水平軸9上には、間筒12が軸方向に摺動自在に嵌装されている。該間筒12の外形は図3に示す通りであり、外周には軸受13を介してハブ14が回転自在に支持されている。したがって、前記ハブ14は前記水平軸9上に回転自在および軸方向移動自在に支持される。
On the
前記水平軸9の後端、且つ後述する後カバー23内には、板状のスプリング受け部材15が取り付けられている。該スプリング受部材15と前記ハブ14との間の前記水平軸9の回りにスプリング16が介在されている。したがって、前記ハブ14は前記スプリング16の反発力を受けて常時前記ボディ4(前記取付部7)側に接している。
A plate-like
前記ハブ14の外周には中心に向う方向に複数(図面では8個)の羽根取付孔17が設けられ、該羽根取付孔17に羽根18の基部18aが着脱可能に嵌合されて風車が構成されている。したがって、前記羽根取付孔17には形状やサイズが異なる羽根の中から設置場所の風速などに応じて選んだものを任意に付け替えることができる。また、前記羽根18の取付角度を変更自在にすることも可能である。
A plurality of (eight in the drawing) blade attachment holes 17 are provided on the outer periphery of the
前記ハブ14の側面(前記ボディ4(前記取付部材7)に対向する面)には、図3にも示すように、カップ状のロータ19が取り付けられている。該ロータ19の内周面には複数の磁石20が等間隔かつリング状に配置されている。前記磁石20は通常前記ステータ11の外周にある各ステータコイル10に対向している。
As shown in FIG. 3, a cup-shaped
前記垂直軸1の外周には、上下一対の筒状のコードガイド21、21aが水平回動可能に設けられている。該コードガイド21、21aは断面形状が風の抵抗が小さい流線型をなしている。また、前記各コードガイド21、21a間には、前記ボディ4、前記ハブ14、前記スプリング受け部材15などを収容する前カバー22及び後カバー23が取り付けられている。
On the outer periphery of the
前記後カバー23の後端には、尾翼24が一体に設けられている。該尾翼24は前記各カバー22、23とともに前記羽根18を風の方向に向けるように作用する。
A
前記自立式フレームBは、複数本の金属パイプ25を複数のジョイント金具26を用いて、鳥かご型に組み立てて構成されている。そして前記自立式フレームBの上下一対のジョイント金具26aには前記垂直軸1の両端が安定的に取り付けられている。なお、前記金属パイプ25及び前記ジョイント金具26は周知品を用いることができる。なお、前記自立式フレームBの形状やサイズは、風速や風力発電機の設置環境等に応じて任意に選択することができる。
The self-supporting frame B is configured by assembling a plurality of
下方の前記コードガイド21aの下端には円盤状の刷子収納部材27が取り付けられている。該刷子収納部材27には、角筒28が一体に形成され、該角筒28内に刷子(図示しない)及び該刷子を下方へ付勢するスプリング(図示しない)などが収納されている。図中、29は前記角筒28の開口端を塞ぐスプリング押さえである。該スプリング押さえ29は前記角筒28内の刷子を下方へ付勢するように機能する。前記刷子には、前記コードガイド21内に導入された発電機からのコード端が接続される。なお、前記刷子収納部材27の中心部には前記垂直軸1を貫通させる透孔27aが設けられている。
A disc-shaped
さらに下方の前記コードガイド21aの下端に臨む、前記垂直軸1の外周にはリング状電極保持部材31の中心孔31aが嵌装されている。該リング状電極保持部材31上には複数枚の径が異なるリング状電極30が取り付けられている。該リング電極30にも前記垂直軸1が貫通する透孔30aが設けられている。
Further, a
前記リング状電極保持部材31に前記ブラシ収納部材27が対向配置された状態において、前記リング電極30のそれぞれに各一の刷子が所定の接触圧で接触する。したがって、前記垂直軸1の廻りで下方の前記コードガイド21aが水平方向に回動した場合に、前記リング状電極保持部材31に対して前記ブラシ収納部27が回動する。したがって、発電機の発電電圧を回動側の刷子および固定側のリング状電極30をそれぞれ介して、外部へ取り出すことができる。なお、垂直軸1の上下端は上下のジョイント26aに結合される。
In a state where the
図4は他の実施例を示し、前記風力発電装置Aの風上先端部にバランスウエイト32を配置したものである。
FIG. 4 shows another embodiment in which a
つぎに前記構成の風力発電装置Aの動作を図について説明する。まず、図1に示す風力発電装置Aが適宜の支持フレームに搭載される。図面実施の一形態では前記自立式フレームBに搭載されており、該自立式フレームBが屋根や風を受け易い高台、あるいは平地に設置される。なお、設置の際には、前記垂直軸21が垂直となるように、前記自立式フレームB専用の水平架台などを予め用意することが望ましい。また、前記風力発電装置Aは必要に応じて複数台を並設使用するとよい。なお、前記風力発電装置Aを搭載した前記自立式フレームBの設置後は、例えば、前記風力発電装置A、前記羽根18等の動きを止めておいたロック部材を外す。
Next, the operation of the wind turbine generator A having the above configuration will be described with reference to the drawings. First, the wind power generator A shown in FIG. 1 is mounted on an appropriate support frame. In one embodiment of the drawings, the self-supporting frame B is mounted on the self-supporting frame B, and the self-supporting frame B is installed on a roof or on a hill that is easily affected by wind. When installing, it is desirable to prepare in advance a horizontal frame dedicated to the self-supporting frame B so that the
前記風力発電装置Aは、ダウンブロー形態の羽根18を有し、該羽根18部の直径が1.24m、羽根18の枚数が8枚とすると、風を受けて初めはゆっくり回転する。そして、風速2.5m/s以上で発電を開始する。
The wind power generator A has down-
前記前カバー22とこれに連設された前記後カバー23は流線型をなす。したがって、前記両カバー22、23の表面に沿って流れる風は尾翼24に作用し、該尾翼24を風の流れに沿うように制御する。そして前記両カバー22、23内の前記ハブ14及び前記ボディ7が前記軸受3を介して前記垂直軸1の廻りに首振り回転する。さらに前記ハブ14に取り付けられた前記羽根18が常時風の方向に向き、風速に応じた速さで、前記水平軸9を中心に回転する。
The
前記羽根18の回転によって前記ハブ14に取り付けられた前記ロータ19が回転させられる。該ロータ19の回転に伴う前記各磁石20が前記ステータ11の前記各ステータコイル10に電圧を誘起させる。そして前記各ステータコイル10の巻線形態に応じて単相(または3相)の交流電圧がコード(図示しない)を通して取り出される。
The
前記図示しないコードは前記コードガイド21内を通って前記ブラシ収納部27の前記角筒28内に導かれ、前記各刷子に接続される。該各刷子はリング状電極保持部材31の前記各リング状電極30に摺接しながら、前記電圧を前記リング状電極30から外部へ導出する。
The cord (not shown) passes through the
一方、風速が高まり、例えば、設定風速の30m/sを超えると、前記羽根18は高速で回転するとともに大きな風圧を受ける。したがって、設定風速が30m/sを超えた場合には、その超えた風速の大きさに応じて前記ハブ14は前記水平軸9上を前記スプリング16の反発力に抗して後退させられる。
On the other hand, when the wind speed increases, for example, when the set wind speed exceeds 30 m / s, the
前記ハブ14の後退によって、前記ロータ19は前記ステータ11に対し軸方向に位置ずれを起こす。同時に前記ステータコイル10に対し前記ロータ19の前記磁石20も同様に軸方向に位置ずれし、前記ステータコイル10と前記磁石20との磁気結合度が弱くなる。
As the
したがって、前記ステータコイル10に誘起される電圧も低下する。すなわち、風速が設定値を超えた場合には、発生電圧を予め設定した値以上に上昇するのを防ぐことができる。この結果、発電機に接続される電気系統の小容量化、小形化が可能になる。なお、この設定値以上に発生電圧が上昇するのを抑えるためには、前記コイルスプリング16の反発力が予め計算される。
Therefore, the voltage induced in the
前記自立式フレームBは前記風力発電機Aを一本の垂直軸21を安定的に支持するものである。もっとも、必要に応じて前記自立式フレームBを屋根や地上に固定するためワイヤや杭、その他の保持部材を用いてもよい。また、前記コードガイド21は発電機と刷子とを結ぶコードを収納して、コードが風によって振動や騒音を発生したりするのを防止できる。また、前記垂直軸1が外部に露出されないため、該垂直軸1自体の振動や騒音の発生が防止される。
The self-supporting frame B stably supports the wind power generator A with a single
前記刷子収納部材27を可動側のコードガイド21aに設け、該コードガイド21aを固定側の前記垂直軸1下部の前記リング状電極保持部31に対向させ、前記それぞれの刷子と前記リング状電極30とを摺接させたことで、発電電圧を外部へ引き出すことができる。
The
前記のごとく、前記垂直軸1に回転自在に支持された前記ボディ4と、該ボディ4に水平支持された前記水平軸9と、該水平軸9に回転自在及び前記水平軸方向に摺動自在に支持された前記ハブ14と、該ハブ14の周囲に取り付けられた前記複数枚の羽根18と、前記ハブ14を前記ボディ方向に常時付勢するように前記水平軸9に設けられたスプリング16と、前記ボディ4に取り付けられた前記ステータ11及び該ステータ11に対向するように前記ハブ14に取り付けられた前記ロータ19からなる発電機とを備え、風速が設定値を超えたとき、風速の増加分だけ前記ハブ14を前記スプリング16に抗して前記水平軸9に沿って後退させ、前記ステータ11と前記ロータ19との磁気結合度合いを低減させることで、風速が高くなって前記羽根18が高速回転しても、前記ステータコイル10が設計値以上の高電圧を発生することはない。このため、絶縁や耐電圧を考慮して必要以上に大形で高価な配線や電気部品、設備を用意する必要がなくなり、家庭用発電設備として安全に利用できることになる。
As described above, the body 4 rotatably supported by the
なお、前記風力発電装置Aの風上側先端部に前記バランスウエイト32を配置すると、風向追従性を良好にし、発電効率を向上させることができる。
In addition, when the
本発明は、設定風速以上のとき、ステータのステータコイルに対しロータの磁石を変位させ、前記ステータコイルに得られる電圧を設定電圧以下に抑制して、ステータコイルを含む電気系統の容量低減や絶縁処理の簡素化を図る用途に利用できる。 The present invention displaces the rotor magnet with respect to the stator coil of the stator when the wind speed is higher than the set wind speed, and suppresses the voltage obtained at the stator coil to be lower than the set voltage, thereby reducing the capacity and insulation of the electric system including the stator coil. It can be used for the purpose of simplifying the processing.
1 垂直軸
4 ボディ
9 水平軸
10 ステータコイル
11 ステータ
14 ハブ
16 スプリング
18 羽根
19 ロータ
20 磁石
21 コードガイド
21a コードガイド
27 刷子収納部材
28 角筒
30 リング電極
31 リング電極保持部材
32 バランスウエイト
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