(57)【要約】  風力発電機であって、風に対し互いに相反する方向に回転する前後羽根の回転力が永久磁石とコイル体とを互いに反対方向に回転させて高い発電効率を提供し、低風速(毎秒１２ｍ以下)のときには、風の方向に応じて風に対面するよう自由回転させ、中風速(毎秒１２ｍ以上)の風が吹くときには、駆動モーターの動力を利用して風に向け強制回転させ、高速(毎秒１８ｍ以上)の風が吹くときには、駆動モーターの動力を利用して風が吹いてくる方向に対し直交に強制回転させて強風により前後羽根が破損することを防止する。【選択図】    図１
2010540842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の高さを有する塔(タワー)柱(30)に設置された本体(１)の前後端それぞれに、軸方向に連結されて、風に対し互いに反対方向に回転する前羽根(２)と後羽根(１０)と、前記前羽根(２)から伝達される回転力で回転する複数個の永久磁石(７)と、前記後羽根(１０)から伝達される回転力で、永久磁石(７)とは反対方向に回転するコイル体(２２)とからなり、前記永久磁石(７)と前記コイル体(２２)とは前記本体(１)内に設けられている風力発電機であって、
前記本体(１)の前に軸方向に連結されている前軸(３)の先端に前ハブ(４)を結合し、この前ハブ(４)に前羽根(２)が連結されていて、前軸(３)の中間部にスパイダー(６)が締結され、このスパイダー(６)の外径に一定の間隔をおいて永久磁石(７)が設けられ、
回転体(２０)がその内側(２１)で前記前軸(３)とベアリング(２７a)によって結合されて前記永久磁石(７)を受け、前記回転体(２０)の外側で永久磁石(７)に対向してコイル体(２２)が設けられ、後軸の端部に結合されている後ハブ(１７)に後羽根(１０)が連結され、上記の後軸が本体(１)の内側後端に、その端部が本体(１)の後端から露出する状態で上記回転体(２０)の内側(２１)の一端に連結している風力発電機。
【請求項２】
前記後軸が、回転体(２０)の内側(２１)の上記１端と連結されている第１後軸部分(１１)と、端部に後ハブ(１７)が結合された状態で前記第１後軸部分(１１)とチェーンカップリング(１３)によって連結されている第２後軸部分(１２)とを含む請求項１に記載の風力発電機
【請求項３】
本体(１)を回転させるためハウジング(３１)内に設けられた回転装置を有し、このハウジング(３１)が本体(１)と、地上に設置されている塔柱(３０)との間に垂直に設けられており、
前記回転装置が、本体(１)の自由回転手段として軸方向に設置されている第１回転支持軸(３２)、カップリング(４５)により上記第1回転支持軸(３２)の下方部に連結されているスリップリング固定軸(３４)、電力供給手段として上記スリップリング固定軸(３４)に軸方向に連結されている第１及び第２スリップリング(３５)と(３６)、強制回転駆動力伝達手段として作用する第２回転支持軸(３７)、上記のスリップリング固定軸(３４)と強制回転駆動力の伝達及び制御手段として作用する上記第２回転支持軸(３７)との間に軸方向に連結されている電子クラッチ(３３)、前記第２回転支持軸(３７)に軸方向に設置されているウォーム(４１)およびウォームギア(４２)、このウォームギア(４２)に軸方向に設置されている減速モーター(４３)とを含む請求項１に記載の風力発電機。
【請求項４】
風向及び風速に応じてこれを自動首振りさせる制御手段をさらに含み、
この制御手段は、
本体(１)上に設置された風向計(５０)の回転角度に対応する風向情報を出力するエンコーダー(５１)と、
前記エンコーダー(５１)から供給される風向情報に応じて減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)を風の方向に対してななめに向かせる制御装置(５４)とからなる請求項３に記載の風力発電機。
【請求項５】
上記の制御手段が、更に、本体(１)上に設置された風速検出羽根(５２)の回転速度を利用して風速を検出して出力する風速計(５３)を備えるものにおいて、
上記の制御装置(５４)が、この風速計(５３)で検出される風速に応じて電子クラッチ(３３)に選択的に電流を供給する請求項４に記載の風力発電機。
【請求項６】
検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)以下の時、前記制御装置(５４)は、電子クラッチ(３３)に供給される電流を遮断して本体(１)を風の方向に応じて自由回転させる請求項４に記載の風力発電機。
【請求項７】
検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)と第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)との間である時、前記制御装置(５４)は、電子クラッチ(３３)に電流を供給して第１回転支持軸(３２)と第２回転支持軸(３７)とを相互連結させ、エンコーダ(５１)からの風向情報に応じて減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)を風の方向に応じて強制回転させる請求項４に記載の風力発電機。
【請求項８】
検出風速が第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)以上の時、前記制御装置(５４)は電子クラッチ(３３)に電流を供給して第1回転支持軸(３２)と第２回転支持軸(３７)とを相互連結させ、減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)を風の方向に対し直交して強制回転させて、前後羽根(２)、(１０)を駆動させない請求項４に記載の風力発電機。
【請求項９】
一定の高さを有する塔(タワー)柱(３０)に設置された本体(１)の前後端それぞれに軸方向に連結されて、風に対し互いに反対方向に回転する前羽根(２)と後羽根(１０)と、前記前羽根(２)から伝達される回転力で回転する複数個の永久磁石(７)と、前記後羽根(１０)から伝達される回転力で、永久磁石(７)とは反対方向に回転するコイル体(２２)とからなり、前記永久磁石(７)と前記コイル体(２２)とは前記本体(１)内に設けられている風力発電機であって、
ハウジング(３１)が本体(１)と、地上に設置されている塔柱(３０)との間に垂直に設けられており、その中に本体(１)を回転させるための回転装置を有し、
前記回転装置は、本体(１)の自由回転手段として軸方向に設置されている第１回転支持軸(３２)、カップリング(４５)により上記第1回転支持軸(３２)の下方部に連結されているスリップリング固定軸(３４)、電力供給手段として上記スリップリング固定軸(３４)に軸方向に設置されている第１及び第２スリップリング(３５)と(３６)、強制回転駆動力伝達手段として作用する第２回転支持軸(３７)、上記のスリップリング固定軸(３４)と強制回転駆動力の伝達及び制御手段として作用する上記第２回転支持軸(３７)との間に軸方向に連結されている電子クラッチ(３３)、前記第２回転支持軸(３７)に軸方向に設置されているウォーム(４１)およびウォームギア(４２)、このウォームギア(４２)に軸方向に設置されている減速モータ(４３)を含み、
風向及び風速に応じてこれを自動首振りさせる制御手段をさらに備え、
この制御手段が、
本体(１)上に設置された風向計(５０)の回転角度に対応する風向情報を出力するエンコーダ(５１)と、
前記エンコーダ(５１)から供給される風向情報に応じて減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)が風に対面させるよう制御する制御装置(５４)とからなる風力発電機。
【請求項１０】
上記の制御手段が、更に、本体(１)上に設置された風速検出羽根(５２)の回転速度を利用して風速を検出して出力する風速計(５３)を備えるものにおいて、
上記の制御装置(５４)が、この風速計(５３)で検出される風速に応じて電子クラッチ(３３)に選択的に電流を供給する請求項９に記載の風力発電機。
【請求項１１】
検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)以下の時、前記制御装置(５４)は、電子クラッチ(３３)に供給される電流を遮断して本体(１)を風の方向に応じて自由回転させ、
検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)と第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)との間である時、前記制御装置(５４)は、電子クラッチ(３３)に電流を供給して第１回転支持軸(３２)と第２回転支持軸(３７)とを相互連結させ、エンコーダ(５１)からの風向情報に応じて減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)を風の方向に応じて強制回転させ、
前記制御装置(５４)は、検出風速が第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)以上の時、電子クラッチ(３３)に電流を供給して第1回転支持軸(３２)と第２回転支持軸(３７)とを相互連結させ、減速モータ(４３)を前後方向に駆動させて本体(１)を風の方向に対し直交して強制回転させて、前後羽根(２)、(１０)は駆動させない請求項１０に記載の風力発電機。
【請求項１２】
地上に垂直設置された柱に回転自在に結合された本体(１１０)を有し、この本体(１１０)の前後部それぞれに、同じ風の方向に対し互いに反対方向に回転するように設けられている前羽根(１１２)と後羽根(１１５)と、
本体(１１０)の内部に設けられ、その内面にはコイル(１１９)が巻回されている内部回転ケース(１１８)と、
その中心には磁石(１２２)を有して上記コイル(１１９)と上記磁石(１２２)とがそれぞれ別個に回転して、前後の羽根(１１２)と(１１５)との相互反対方向の力が上記の内部回転ケース(１１８)と前軸(１１５)とにそれぞれ別個に伝達される大型風力発電機。
【請求項１３】
回転支持部(１２６)が前記本体(１１０)の底面からを一定の長さ突出し、前記回転支持部(１２６)と柱(１３３)とがベアリング(１２７)により相互結合して回転支持部(１２６)が柱(１３３)上にて回転でき、前記回転支持部(１２６)と柱(１３３)との間に上方磁石(１２８)と下方磁石(１２９)が同一磁極を向くように配置され、前記本体(１１０)の上下部には尾羽根(１１１)が垂直に設置されている請求項１２に記載の大型風力発電機。
【請求項１４】
前記柱(１３３)の外周から係合突起(１３０)が突出し、前記回転支持部(１２６)の下方外周から一定の長さで下向にフック(１３１)が突出して、前記係合突起(１３０)と係合して上記柱と回転支持部とが係合され、前記係合突起(１３０)と前記フック(１３１)とは、一定の間隔をおいて離間している請求項１３に記載の大型風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、風力発電機、さらに詳しくは互いに相反する方向に回転する前後羽根の回転力で永久磁石とコイル体が互いに反対方向に回転して、高い発電効率を提供する風力発電機に関する。作動中、低速の風が吹くときには、風力発電機は風の方向に自由回転して風に真正面から対面し、中速の風が吹くときには、駆動モーターの動力を利用して風力発電機を強制回転させて風力発電機が風に真正面から対面するようにし、高速の風が吹くときには駆動モーターの動力を利用して風に対して直交して強制回転され、強風により前後羽根が破損するのを防止する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、互いに反対方向に回転する前後羽根の回転力が、永久磁石とコイル体を互いに反対方向に回転させて高い発電効率を得ることができる風力発電機を先に提案している。
【０００３】
ところが、前後羽根が互いに反対方向に回転する風力発電機は、一つの羽根だけを有する風力発電機に比べ、低速の風でも作動してより多くの電力を発生し、高速の風に対しては羽根が非常に高い速度で回転して破損する虞が生じる。
【０００４】
また、風が一方向にだけではなく風の方向が全方向に急変する地域では、風の方向に応じて風力発電機が風の真正面に向かって回転する自動首振り機能(ヨーイング機能)を有することが非常に重要である。
【０００５】
然し、従来の風力発電機は自動首振り機能が貧弱で、風の方向に対し迅速に回転するのが困難で故障を招き、無理な回転作動により寿命が短くなり、操作・補修が困難であり、発電効率も減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は上記の関連技術で生じる問題を解決しようとしてなされたもので、その目的は、低速の風が吹くときには、風の方向に応じて風に向かって自由回転して風に真正面から向き合い、中速の風が吹くときには、駆動モータの動力を利用して強制回転させて風に真正面から向き合わせ、高速の風が吹いているときには、駆動モータの動力を利用して風の方向に対し直交に強制回転させることで強風により前後羽根が破損されるのを防止する風力発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の１面によれば、風に対し互いに相反する方向に回転する前後羽根と、永久磁石とコイル体とを含む風力発電機が提供されており、これにおいては、前後羽根の回転力が上記の永久磁石とコイル体とを互いに反対方向に回転させて高い発電効率を提供し、低速(毎秒約１２ｍ以下)の風が吹くときには、(風の方向に応じて)風に対し斜め向けに自由回転させて風には角度を持って対面させ、中速(毎秒１２ｍ以上)の風が吹くときには、駆動モーターの動力を利用して風に向け強制回転させ、高速(毎秒１８ｍ以上)の風が吹くときには、駆動モーターの動力を利用して風が吹いてくる方向に対し直交に強制回転させて強風により前後羽根が破損することを防止する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、風の方向に従って、方向を変えた風に対面する姿勢を迅速に採ることによって発電効率を向上し、強風に対して直交に対面させることで、強風による前後羽根及び本体の破損または故障を防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の風力発電機を示す横断面図である。
【図２】本発明の風力発電機の内部構成の拡大図である。
【図３】本発明の風力発電機の内部構成の拡大図である。
【図４】本発明の風力発電機の内部構成を拡大図である。
【図５】風力発電機の制御手段を示すブロック図である。
【図６】本発明の風力発電機の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の風力発電機の作動状態を示す図である。
【図８】本発明の風力発電機の他の実施例を示す斜視図である。
【図９】図８に示された風力発電機を示す横断面図である。
【図１０】他の実施例よる風力発電機における柱と回転支持部との結合状態を示す横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、一定の高さを有する塔(タワー)柱に設置された本体の前後端それぞれに軸方向に連結された、風に対し互いに反対方向に回転する前羽根と後羽根と、前記前羽根から伝達される回転力で回転する永久磁石と、前記後羽根から伝達される回転力で永久磁石とは反対方向に回転するコイル体とを含み、前記永久磁石とコイル体とは前記本体内に設けられている風力発電機を提供するものである。
【００１１】
この風力発電機では、前記本体の前に軸方向に連結されている前軸の先端に前ハブを結合し、この前ハブに前羽根が連結されていて、前軸の中間部にスパイダーを締結し、このスパイダーの外径に永久磁石が設けられ、
回転体がその内側で前記前軸とベアリングによって結合されて前記永久磁石受け、前記回転体の外側に永久磁石に対向してコイル体が設けられ、後軸の端部に結合される後ハブに後羽根が連結され、上記の後軸はその１端が本体の後端から露出する状態で上記回転体の内側端部に連結するよう本体の内側後端に設けられている。
【００１２】
以下に、添付した図面の図１ないし図７を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
符号１は、本体を示す。
前記本体１の前後端それぞれに、風力で互いに反対方向に回転するように前羽根２と後羽根１０とが軸方向に連結され、本体１内には、前記前羽根２から伝達される回転力で回転する永久磁石７と、前記後羽根１０から伝達される回転力で永久磁石７に対し反対方向に回転するコイル体２２が設けられ、前記本体１は、一定の高さの塔柱３０に設置されている。
【００１４】
前記本体１の前に軸方向に結合されている前軸３の先端部に前ハブ４を結合し、前記前ハブ４に前羽根２が複数のボルトにより結合されている。前記前ハブ４の前に前ハブキャップ５を結合して前軸３が風雨や外部の衝撃から保護される。前記前軸３の中間部にスパイダー６を締結し、前記スパイダー６の外径に複数の永久磁石７が一定の間隔で固定設置されている。
【００１５】
前記永久磁石７は、前羽根２が軸方向に結合された前軸３に連結されるよう設けられるので、前羽根２が回転する方向と同じ方向に回転する。
【００１６】
本体１の内部後端に、その端部が本体１の後端から露出される状態で前記回転体２０の内側２１の１端と後軸が連結するよう設けられている。前記後軸の端部に結合される後ハブ１７に後羽根１０を連結して、前記後ハブ１７には後ハブキャップ１８を結合して後軸を保護する。
【００１７】
一方、回転体２０が前記前軸３とその内側２１でベアリング２７aによって結合され、前軸３とは独立して回転する。この回転体２０は、前記永久磁石７を受けるよう本体１に設けられ、その外径に永久磁石７に対向するようにコイル体２２が設けられて、後羽根１０の回転力により永久磁石７とは反対方向に回転する。
【００１８】
本体１の内部後端に、その端部が本体１の後端から露出される状態で前記回転体２０の内側２１の１端と後軸が連結するよう設けられている。前記後軸の端部に結合される後ハブ１７に後羽根１０を連結して、前記後ハブ１７には後ハブキャップ１８を結合して後軸を保護する。
【００１９】
ここで、前記後軸は、回転体２０の内側２１の上記1端と連結されている第１後軸部分１１と、端部に後ハブ１７が結合された状態で前記第１後軸部分１１とチェーンカップリング１３によって連結されている第２後軸部分１２とからなり、
前記チェーンカップリング１３は、第１後軸部分１１の一端に第１スプロケット１４を結合し、第２後軸部分１２の１端に第２スプロケット１５を結合して、前記第１及び第２スプロケット１４・１５をダブルチェーン１６で連結して第１後軸部分１１と第２後軸部分１２が相互連結されている。これによって、後羽根１０の回転力が後ハブ１７、第２後軸部分１２、第１後軸部分１１、回転体２０の順に伝達され、コイル体２２を永久磁石７の反対方向に回転させる。
【００２０】
前記第１後軸部分１１には、コイル体２２に誘起される電気を伝達させるため、スリップリング２４、ブラシ２５及びブラシホルダー２６が連結され、前記ブラシ２５を介して伝達される電気は整流器により整流されて充電器へ供給される。このようなスリップリング、ブラシ及びブラシホルダーの構成は既知のものであるので詳細な説明を省略する。
【００２１】
そして、説明しなかった符号２７a・２７b・２７c・２７dはベアリングを示す。
【００２２】
一方、本体１と地上に設置されている塔柱３０との間に垂直にハウジング３１が設けられており、その内部に本体１を回転させる回転装置を有する。
【００２３】
前記回転装置部は、発電機の本体１の自由回転手段として軸方向に設置されている第１回転支持軸３２、カップリング４５により上記第１回転支持軸３２の下方部に連結されているスリップリング固定軸３４、電気供給手段としてスリップリング固定軸３４に軸方向に連結されている第１及び第２スリップリング３５、３６、強制回転駆動力伝達手段として作用する第２回転支持軸３７、上記のスリップリング固定軸３４と強制回転駆動力の伝達及び制御手段として作用する上記第２回転支持軸３７との間に軸方向に連結されている電子クラッチ３３、前記第２回転支持軸３７に軸方向に設けられているウォーム４１及びウォームギア４２、このウォームギア４２に軸方向に設置されている減速モーター４３を含む。
【００２４】
前記電子クラッチ３３は、供給される電気に応じて選択的に磁化される電磁石３３bと、この電磁石３３b上に設けられているディスク３３aとからなり、このディスク３３aはその上方のスリップリング固定軸３４と連結し、前記電磁石３３ｂはその下方の上記第２回転支持軸３７と連結する。
【００２５】
よって、電磁石３３bに電流が供給されないと、ディスク３３aと電磁石３３bが分離状態であるので第１回転支持軸３２が自由回転できるようになり、電磁石３３bに電流が供給されて、ディスク３３aが電磁石３３bと接触すると第１回転支持軸３２が減速モーター４３により供給される強制回転力で回転する。
【００２６】
他方、本発明の風力発電機では風向及び風速に応じてこれを自動首振りさせる制御手段をさらに含む。
【００２７】
前記の制御手段は、
本体１上に設置された風向計５０の回転角度に対応する風向情報を出力するエンコーダー５１と、
本体１上に設置された風速検出羽根５２の回転速度を利用して風速を検出して出力する風速計５３と、
風速計５３で検出される検出風速に応じて電子クラッチ３３に選択的に電流を供給し、前記エンコーダー５１から供給される風向情報に応じて減速モータ４３を前後方向に駆動させて本体１が風に対してななめに向き合うように制御する制御装置５４とを含む。
【００２８】
前記風向計５０は、本体１上に、風の方向に応じて回転するように設置され、前記エンコーダー５１は、風向計５０の軸と連結するように設置されて風向計５０が回転する角度に対応する風向情報をパルス形態で制御装置５４に供給する。
【００２９】
また、前記風速検出羽根５２は風速に応じて回転するように本体1に設置され、前記風速検出羽根５２の軸と連結するように風速計５３を本体１上に設置して風速計５３が風速検出羽根５２の回転速度に対応する風速情報を制御装置５４に出力する。
【００３０】
ここで、前記制御装置５４の作動をさらに詳しく説明する。
前記制御装置５４は、検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)以下の時、電子クラッチ３３の電磁石３３bに供給される電流を遮断して本体１を風の方向に応じて自由回転させる。
【００３１】
電磁石３３bに電流が供給されないと、風速が毎秒１２ｍ以下の低速においては、第１回転支持軸３２とスリップリング固定軸３４が、電子クラッチ３３の下方の電磁石３３bとその上方のディスク３３bとに対し分離状態を維持するので、電子クラッチ３３のディスク３３aの基準点から風に対面するように発電機の本体１が対応して回転し、風力を利用して最大限に発電効率を増大させる。
【００３２】
一方、検出風速が第１所定基準風速(毎秒１２ｍ)と第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)の間である時、前記制御装置５４は電子クラッチ３３に電流を供給してスリップリング固定軸３４と第２回転支持軸３７とが相互連結する。そして、エンコーダー５１からの風向情報に応じて駆動モーター３８を前後方向に駆動させて本体１を強制回転して風に対しななめに向き合わせる。
【００３３】
すなわち、中間風速毎秒１２ｍ以上の風が吹き始めると、これを検出した風速計と風向計の電気的信号が制御装置５４に入力され、この時の入力情報を基に制御装置５４が出力信号を出して減速モータ４３及び電子クラッチ３３を作動する。そして電子クラッチ３３の電磁石３３bが瞬間に磁化されて、ディスク３３aが電磁石３３bと結合し、所定の指示角度だけ回転駆動される減速モータ４３の回転駆動力が風力発電機の本体１に、ウォームギア４２、ウォーム４１、第２回転支持軸３７、電子クラッチ３３、スリップリング固定軸３４、カップリング４５そして第１回転支持軸３２を介して伝達され、発電機の本体１が風の方向にしたがって対応回転する。
【００３４】
図７aは、風速が毎秒１２ｍ〜１５ｍの範囲である時、制御装置５４の制御によって風力発電機が風の方向に対し対角線方向に若干ななめに回転した状態を示し、図７bは、風速が毎秒１５ｍ〜１８ｍの範囲である時、制御装置５４の制御によって風力発電機が風の方向に対して、さらに対角線方向ななめに回転した状態を示す。
【００３５】
中間風速で風力発電機をななめに風と対面させる理由は、本発明の風力発電機が永久磁石とコイル体が互いに反対方向に回転して発電する高効率の発電機であるため、前羽根と後羽根があまり早く回転すると、過負荷がかかりコイル体が焦げてしまうためである。
【００３６】
一方、検出風速が第２所定基準風速(毎秒１８ｍ)以上の時、前記制御装置５４は電子クラッチ３３と減速モータ４３を制御して図７cに示されているように風に対し直交して発電機の本体１を回転させ、前後羽根２、１０が強風で駆動されず、強風による前後羽根２、１０の破損を防止する。
【００３７】
前記制御装置５４の作動基準になる第１基準風速と第２基準風速は実験データから収集したものであり、作動中、第１基準風速より低い風速では前後羽根２、１０が風を真正面から向き合い本体１が自由回転して風の跡をゆっくり辿り、第１基準風速と第２基準風速との間の速度では前後羽根２、１０が比較的急速度で回転することになり、本体１が過度に早く回転して摩擦により内部部品の破損を生じる。よって、この場合、制御装置５４は、減速モータ４３の回転力を利用して本体１がゆっくり回転するように制御する。第２基準風速より強い風では、前後羽根２、１０が非常に早い速度で回転して破損されることもあるため、図7のように本体１が風に対し直交に回転するよう制御される。
【００３８】
符号４０a・４０b・４０c・４０dは軸を支持するベアリングを示す。
【００３９】
一方、添付図面の図８ないし図１０を参照して本発明の他の実施例を以下に説明する。
【００４０】
符号１１０は、柱１３３上に設置される風力発電機の本体を示す。
前記本体１１０の前後には、各々前羽根１１２と後羽根１１５とを、これらが同じ風の方向に対し互いに反対方向に回転するように軸方向に連結されている。
【００４１】
そして、前羽根１１２の長さより後羽根１１５の長さをより一層長く形成して後羽根１１５がより多くの風を受けるに足るようにする。
【００４２】
前記前羽根１１２の前軸１１６と後羽根１１５の後軸１１３は、本体１１０の内部にベアリングによって結合し、本体１１０の中央には内部回転ケース１１８をベアリングで結合して本体１と独立して回転するようにして、前記内部回転ケース１１８の内周にはコイル１１９が巻回されている。
【００４３】
また、前記内部回転ケース１１８の中心には、前軸１１６が平行位置で軸方向に設置され、磁石１２２がコイル１１９に対応して前記前軸１１６に装着されている。
【００４４】
前記内部回転ケース１１８の１端に連結部材１２０を連結し、前記連結部材１２０が後軸１１３と連結するようにして後軸１１３から出力される回転力が連結部材１２０を介して内部回転ケース１１８へ伝達されてコイルを一方向に高速回転させる。
【００４５】
コイル１１９と磁石１２２が後羽根１１５と前羽根１１２の反対方向の回転力で互いに反対方向に回転するので、コイル１１９と磁石１２２の交差回数が増加し、コイル１１９に誘起される電力量が従来例の１つの回転羽根による電力量に比べて約1.５倍〜２倍程増加する。
【００４６】
更に、前記連結部材１２０の１端に凹所１２０aが形成され、この凹所１２０aに前軸１１６の1端がベアリング１２１aにより、前軸１１６の中間部が、後述する垂直板１２５により、それぞれ、軸方向に連結して前軸１１６が高速回転できる。
【００４７】
そして、前記コイル１１９の内端では電気排出のための電気子(アマチュア)１２３が設けられ、前記本体１１０の１端近くに垂直設置された垂直板１２５に電気子と接触した状態で電気供給を受けるブラシ１２４が形成されて、このブラシ１２４を介して外部に電気を排出できる。
【００４８】
一方、本発明は、大型風力発電機が風の方向に対応して本体を回転させる回転装置を含む。
【００４９】
図示のように、前記回転装置は、前記本体１１０の底面から回転支持部１２６を一定の長さ突出し、前記回転支持部１２６と柱１３３とがベアリング１２７により相互結合して回転支持部１２６が柱１３３上にて回転でき、前記回転支持部１２６と柱１３３との間に上方磁石１２８と下方磁石１２９が同一磁極を向くように配置され、前記本体１１０の上下部には尾羽根１１１が垂直に設置されている。
【００５０】
前記柱１３３と回転支持部１２６の間に同一磁極を向く上方磁石１２８と下方磁石１２９を設置することによって上下磁石１２８、１２９間に作用する反発力によって回転支持部１２６及び本体１１０が支えられるため、荷重がベアリング１２７に集中されなくなり、発電機本体１１０の回転が容易になる。本体１１０の上下部に尾羽根１１１が垂直設置されてあるため、風の方向が変わると尾羽根１１１を介して回転力が伝達されて本体１１０が徐々に回転して、風と真正面から向き合う。
【００５１】
一方、前記柱１３３の外周から係合突起１３０が突出し、前記回転支持部１２６の下方外周から一定の長さで下向にフック１３１が突出して、前記係合突起１３０と係合して上記柱と回転支持部とが係合される。ここで、前記係合突起１３０と前記フック１３１とは、一定の間隔をおいて離間しているので、上方磁石１２８と下方磁石１２９の反発力により本体１１０が高揚しすぎるのを防止する。
【００５２】
本発明の他の実施例の作用及び効果を以下に説明する。
風に応じて前羽根１１２と後羽根１１５が互いに反対方向に回転し、本体１１０内のコイル１１９と磁石１２２を互いに反対方向に回転させることによって発電効率を増大させる。
【００５３】
また、本体１１０の両側に前羽根１１２と後羽根１１５が設けられているので重心が片方に偏位せず本体１１０の回転手段の部品が片摩耗しなくて製品の寿命を延命させる。
【００５４】
さらに、上方磁石１２８と下方磁石１２９と間の反発力を利用して本体１１０の荷重がベアリング１２７に均一にかかり、本体が自由に回転して風と真正面から向き合う。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、風力発電機が風に対面する姿勢を迅速に採るよう作動して発電効率を向上させ、強風によって羽根が破損するのを阻止する点で、風力発電機分野に活用するのが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１…本体、２…前羽根、３…前軸、７…永久磁石、１０…後羽根、１１・１２…後軸、１３…チェーンカップリング、２２…コイル体、３０…塔柱、３１…ハウジング、３２…第１回転支持軸、３３…電子クラッチ、３３a…ディスク、３３b…電磁石、３４…スリップリング固定軸、３５…第１スリップリング、３６…第２スリップリング、３７…第２回転支持軸、４１…ウォーム、４２…ウォームギア、４３…減速モーター、５０…風向計、５１…エンコーダー、５２…風速検出羽根、５３…風速計、５４…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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