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公開番号2025103320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220645
出願日2023-12-27
発明の名称風力発電装置
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類F03D 3/02 20060101AFI20250702BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】簡略的な構造で風車回転の起動性を向上させた風力発電装置を提供する。
【解決手段】垂直軸型の主風車11と、主風車11の回転が伝達されて発電する発電機13と、主風車11に連結され、主風車11よりも回転起動に要する風速が小さな起動風車17と、を備え、主風車11は、風が回転起動に要する風速に満たない低風速時に、低風速の風によって回転起動した起動風車17から伝達される回転力によって回転起動する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
垂直軸型の主風車と、
前記主風車の回転が伝達されて発電する発電機と、
前記主風車に連結され、前記主風車よりも回転起動に要する風速が小さな起動風車と、
を備え、
前記主風車は、風が回転起動に要する風速に満たない低風速時に、前記低風速の風によって回転起動した前記起動風車から伝達される回転力によって回転起動する、
風力発電装置。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記主風車は、ダリウス型又は直線翼型の揚力型風車である、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記起動風車は、サボニウス型またはクロスフロー型の抗力型風車である、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記主風車は、ダリウス型又は直線翼型の揚力型風車であり、
前記起動風車は、サボニウス型またはクロスフロー型の抗力型風車である、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記主風車と前記起動風車との間に、前記主風車の回転速度が前記起動風車よりも速いカットイン速度に達した際に空転して前記主風車と前記起動風車との連結を解除するワンウェイクラッチを備える、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記主風車と前記起動風車との間に設けられたクラッチと、
前記主風車の回転速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部によって検出された前記主風車の回転速度がカットイン速度に達した際に、前記クラッチを作動させて前記主風車と前記起動風車との連結を解除させる制御部と、
を備える請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項７】
前記主風車と前記発電機との間に、前記主風車から前記発電機に伝達される回転を断接するクラッチを備える、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項８】
前記発電機は、軸体と、前記軸体回りに設けられたロータと、前記ロータの周囲に対向配置されたステータと、を備えるラジアル型である、
請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項９】
前記主風車と前記発電機との間に、前記主風車の回転を増速させて前記発電機に伝達する増速機を備える、
請求項１から８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項１０】
前記主風車と前記発電機との間に設けられ、前記主風車の回転速度を調整する機械式ブレーキを備える、
請求項１から８のいずれか１項に記載の風力発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
風力を利用して発電を行う風力発電設備が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１の風力発電装置では、風力により風車を回転させ、これにより得られる回転駆動力により発電機を駆動して発電している。しかし、プロペラ型の水平軸風車は一方向の風しか捉えることができず、しかも振動が生じやすいことから、風車の設置には制約が多い。
【０００３】
一方、垂直軸風車であるダリウス型風車等の揚力型風車は、回転速度が速く、風向きを選ばないことから高効率で回転できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－２３２５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ダリウス型風車などの揚力型風車は、回転速度が比較的速い風車の部類に属し、回転効率が高いという特徴を有している。しかし、揚力型風車は、一旦停止状態になると、風から得られる回転トルクが極めて小さいため、自力での回転起動が困難になることがある。
【０００６】
このため、弱い風でも回転起動させるために、起動モータで回転させる方法等もある。その場合、発電機を起動モータとしても機能させることができるが、起動モータとして機能させるためには、回転位置を検出する検出器や発電機を起動モータとして駆動させるための駆動回路等が必要になる。そのため、小型風車としては構成が複雑となってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、簡略的な構造で風車回転の起動性を向上させた風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は下記の構成からなる。
垂直軸型の主風車と、
前記主風車の回転が伝達されて発電する発電機と、
前記主風車に連結され、前記主風車よりも回転起動に要する風速が小さな起動風車と、
を備え、
前記主風車は、風が回転起動に要する風速に満たない低風速時に、前記低風速の風によって回転起動した前記起動風車から伝達される回転力によって回転起動する、
風力発電装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の風力発電装置によれば、簡略的な構造で風車回転の起動性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。
図２は、アキシャル型の発電機の概略断面図である。
図３は、ラジアル型の発電機の概略断面図である。
図４は、主風車及び起動風車の周速比とトルク係数との関係を示す模式図である。
図５は、主風車及び起動風車の周速比とパワー係数との関係を示す模式図である。
図６は、第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。
図７は、第３実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。
図８は、第４実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。
図９は、第５実施形態に係る風力発電装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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