(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車と発電部を有しており、前記風車が鉛直方向に延伸した回転軸と、前記回転軸から外周方向に延伸した少なくとも１つのアームと、前記アームに固定した少なくとも１つの羽根を有した垂直軸型風力発電装置であり、
前記垂直軸型風力発電装置が、少なくとも第１風車及び前記第１風車よりも回転半径の大きい第２風車を有しており、
前記第１風車及び前記第２風車が、異なる回転半径を有し且つ独立して回転する垂直軸型風力発電装置において、
前記発電部が、前記第２風車のみの回転力により発電する構成と、
前記第２風車に加え前記第１風車が回転し、２つの風車の回転力を合成し発電を行う構成を有し、
前記第２風車が、前記第１風車よりも高いスタートアップ性能を有するように構成されたことを特徴とする垂直軸型風力発電装置。
【請求項２】
前記垂直軸型風力発電装置が、同一方向に回転するように構成された前記第１風車及び前記第２風車と、前記第１風車及び前記第２風車の回転力を合成するワンウェイクラッチを有しており、
前記ワンウェイクラッチが、制御機構を有し、
前記制御機構が、前記ワンウェイクラッチの空転状態及びかみ合い状態を切り替える構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項３】
前記制御機構が、前記第２風車の回転力の一部を前記第１風車に伝達し、前記第１風車が回転を開始する構成を有していることを特徴とする請求項２に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項４】
前記発電部が、回転子及び固定子を備えた発電機を有し、
前記回転子及び前記固定子を、一方を前記第１風車の回転軸に固定して他方を前記第２風車の回転軸に固定して、且つ前記第１風車及び前記第２風車が逆方向に回転するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項５】
前記発電部が、発電機を有しており、
前記発電機がモータとして少なくとも前記第１風車又は第２風車に初動を与える構成を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項６】
前記第１風車及び前記第２風車の前記羽根の一部が、鉛直方向に互いに重なるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の垂直軸型風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直な回転軸を有する風車を利用した、垂直軸型風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力発電の装置として、垂直軸型風車又は水平軸型風車と、発電部を組み合わせた風力発電装置が利用されている（例えば特許文献１及び２参照）。図９に垂直軸型風力発電装置の１例を示す。この垂直軸型風力発電装置１Ｘは、発電部２Ｘと風車１０Ｘを有している。風車１０Ｘは、発電部２Ｘに連結した回転軸３Ｘと、回転軸３Ｘから水平方向に延伸したアーム４Ｘと、アーム４Ｘに固定した羽根５Ｘを有している。一般的な垂直軸型風力発電装置は、羽根の長さｈが３．０ｍ、幅ｄが０．３ｍ、アーム４Ｘの水平方向の長さｒが１．５ｍ程度の大きさである。
【０００３】
次に、垂直軸型風力発電装置１Ｘの動作について説明する。風車１０Ｘは羽根５Ｘに風を受けて図９の矢印に示す様に回転を開始する。風車１０Ｘは、例えば風速１．０ｍ／ｓ程度の風で回転を開始する（スタートアップという）。そして風速２．０ｍ／ｓ以上になったときに、発電部２Ｘによる発電を開始する（カットインという）。この垂直軸型風力発電装置１Ｘは、風速１２ｍ／ｓで３ｋｗ程度の発電を行なうことができる。
【０００４】
この垂直軸型の風車１０Ｘは、以下の特徴を有している。水平軸型の風車に比べスタートアップに必要な風速が小さい（スタートアップ性能が高い）。そのため、微風であっても風車が回転し、且つ発電を開始することができる。また、水平軸型の風車に比べ、回転軸３Ｘの回転数が小さいため、騒音を防止することができる。なお、回転軸３Ｘの回転速度の理想理論値は、垂直軸型の風車が風速の１．７倍程度、水平軸型の風車が風速の７．０倍程度である。
【０００５】
上記の垂直軸型風力発電装置１Ｘは、垂直軸型の風車のメリットであるスタートアップ性能を維持しながら、発電量を増加させることが困難であるという問題を有している。ここで、発電量を増加するためには、回転軸３Ｘの回転数を増加させる、又は回転トルクを増加させるように羽根の枚数及び風車の回転半径を設計することが望ましい。
【０００６】
風車１０Ｘの回転数を増加させるために、風車１０Ｘの回転半径（アーム４Ｘの長さ）が短くなるように設計する方法がある。しかし、風車１０Ｘの回転半径が短くなると、スタートアップ性能が著しく低下し、回転トルクも低下するという問題が発生してしまう。
【０００７】
また、風車１０Ｘの回転トルクを増加させるために、風車１０Ｘの羽根５Ｘの枚数を増やすように設計する方法がある。この羽根５Ｘの枚数の増加により、スタートアップ性能も向上する。しかし、風車１０Ｘの羽根５Ｘの枚数が増えると、回転数が著しく低下するという問題を有している。
【０００８】
つまり、スタートアップ性能の維持と、発電量の増加を同時に実現することが困難であった。
【０００９】
例えば、回転半径の小さい小型風車と、回転半径の大きい大型風車を比較すると、大型風車の方が、スタートアップ性能が高く、回転トルクも大きいが、回転数が小さくなってしまう。そのため、発電量の増加を実現することが困難となる。また、例えば４枚羽根の風車と２枚羽根の風車を比較すると、４枚羽根の風車の方が、スタートアップ性能が高く、回転トルクも大きいが、回転数が小さくなってしまう。そのため、発電量の増加を実現することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２６１２８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、垂直軸型風力発電装置において、スタートアップ性能を維持又は向上しながら、且つ発電量を増加することのできる垂直軸型風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る垂直軸型風力発電装置は、風車と発電部を有しており、前記風車が鉛直方向に延伸した回転軸と、前記回転軸から外周方向に延伸した少なくとも１つのアームと、前記アームに固定した少なくとも１つの羽根を有した垂直軸型風力発電装置において、前記垂直軸型風力発電装置が、少なくとも第１風車及び第２風車を有しており、前記第１風車及び前記第２風車が、異なる回転半径を有し且つ独立して回転することを特徴とする。この構成により、スタートアップ性能を維持又は向上しながら、発電量を増加することができる。
【００１３】
上記の垂直軸型風力発電装置において、前記第１風車が、第１回転軸と、前記第１回転軸に第１アームを介して設置した第１羽根を有しており、前記第２風車が、第２回転軸と、前記第２回転軸に第２アームを介して設置した第２羽根を有しており、前記第１アームと前記第２アームの長さが異なることを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】
上記の垂直軸型風力発電装置において、互いに独立して回転する前記第１回転軸及び前記第２回転軸の回転力を、前記発電部で合成し、発電を行なう構成を有することを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
上記の垂直軸型風力発電装置において、記第１風車及び前記第２風車の内、回転半径の大きい方の風車が、回転半径の小さい方の風車に比べ、前記羽根の枚数が多くなるように構成されたことを特徴とする。この構成により、回転半径が大きく、羽根の枚数が多い風車は、高いスタートアップ性能を有することができる。
【００１６】
上記の垂直軸型風力発電装置において、前記第１風車及び前記第２風車の内、回転半径の大きい方の風車が、回転半径の小さい方の風車に比べ、少なくとも前記羽根の質量又は面積のいずれかが大きくなるように構成されたことを特徴とする。この構成により、回転半径が大きく、少なくとも羽根の質量又は面積のいずれか一方が大きい風車は、高いスタートアップ性能を有することができる。
【００１７】
上記の垂直軸型風力発電装置において、前記発電部が、回転子及び固定子を備えた発電機を有し、前記回転子及び前記固定子を、一方を前記第１回転軸に固定して他方を前記第２回転軸に固定して、且つ前記第１風車及び前記第２風車が逆方向に回転するように構成したことを特徴とする。この構成により、発電機が回転する速度を従来の約２倍とできるため、発電量を増加することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る垂直軸型風力発電装置によれば、スタートアップ性能を維持又は向上しながら、且つ発電量を増加することのできる垂直軸型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】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施の形態の垂直軸型風力発電装置を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の垂直軸型風力発電装置を示した平面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の垂直軸型風力発電装置の発電部を示した部分断面図である。
【図４】本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置の発電部を示した部分断面図である。
【図５】本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置を示した図である。
【図６】本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置の発電部を示した部分断面図である。
【図７】本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置を示した正面図である。
【図８】本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置を示した正面図である。
【図９】従来の垂直軸型風力発電装置を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態の垂直軸型風力発電装置について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の垂直軸型風力発電装置１を示す。垂直軸型風力発電装置１は、第１風車１０と第２風車２０と、発電部２を有している。第１風車１０は、第１回転軸１３と、第１回転軸１３に第１アーム１４を介して設置した第１羽根１５を有している。同様に、第２風車２０は、第２回転軸２３と、第２回転軸２３に第２アーム２４を介して設置した第２羽根２５を有している。第１風車１０と第２風車２０は、異なる回転半径を有しており、それぞれ独立して回転するように構成している。つまり、例えば、第１アーム１４に比べて、第２アーム２４を長く形成している。そのため、第１羽根１５と第２羽根２５は、互いに干渉せず、独立して回転することができる。なお、図１には、第１風車１０及び第２風車２０の羽根１５、２５を１枚ずつ図示しているが、１枚ずつでもよく、望ましくは３〜６枚ずつ設置する。また、羽根の長さｈが０．６〜１．５ｍ、幅ｄが０．１５〜０．５０ｍ程度の大きさとすることが望ましい。
【００２１】
次に、垂直軸型風力発電装置１の動作について説明する。第１風車１０及び第２風車２０が停止した状態から、微風を受けると、まず第２風車２０が回転を開始する（スタートアップ）。これは、第２風車２０の第２アーム２４が長い（回転半径が大き）く、風を受けて回転しやすいためである（スタートアップ性能が高い）。その後、第１風車１０が回転を開始する。第１風車１０及び第２風車２０がそれぞれ独立して回転し、予め定めた回転速度となったときに発電を開始する（カットイン）。このとき、発電部２は、第１風車１０及び第２風車２０の回転力の合力により回転し、発電を行なうように構成している。
【００２２】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、垂直軸型の風車のメリットであるスタートアップ性能を維持しながら、発電量を増加することができる。つまり、第１風車１０及び第２風車２０の羽根１５、２５の枚数を例えばそれぞれ６枚ずつとすると、スタートアップ性能が高いため、風速１．０ｍ／ｓ以下の微風でも回転を開始することができる。
【００２３】
第２に、スタートアップ性能を低下させることなく、発電量を増加することができる。これは、発電部２が、第１風車１０及び第２風車２０の回転力の合力をエネルギーとして
受けるためである。ここで、このエネルギーは、従来に比べ２倍近いエネルギーとなる。
【００２４】
なお、少なくとも２つの風車（第１風車及び第２風車）は、それぞれ同じ数の羽根を有するように構成してもよい。また、回転半径の大きい方の風車（例えば第２風車）が、他方の風車（例えば第１風車）に比べ、多くの枚数の羽根を有するように構成してもよい。この構成により、回転半径が大きく且つ羽根の枚数の多い風車（例えば第２風車）は、高いスタートアップ性能を有することができる。そのため、微風環境下であっても自発的に回転することができる。また、回転半径が小さく且つ羽根の枚数の少ない風車（例えば第１風車）は、スタートアップ性能は低いが、発電量が大きい。そのため、例えば第２風車の回転力の一部を第１風車に伝達し、第１風車のスタートアップを補助するように構成すると、スタートアップ性能が高く且つ発電量の大きい垂直軸型風力発電装置を提供することができる。
【００２５】
更に、回転半径の大きい方の風車（例えば第２風車が）、他方の風車（例えば第１風車）に比べ、質量又は面積が大きい羽根を有するように構成してもよい。この構成により、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
図２に、垂直軸型風力発電装置１の平面図を示す。この垂直軸型風力発電装置１は、第１アーム１４に比べて、第２アーム２４を長く形成している。そして、第１回転軸１３と第２回転軸２３は、独立して回転する。そのため、第１羽根１５と第２羽根２５は互いに干渉せず、独立して回転する。なお、Ｆ１は第１羽根が通過する第１領域を示し、Ｆ２は第２羽根が通過する第２領域を示す。
【００２７】
また、図２には、第１風車１０及び第２風車２０の羽根１５、２５の枚数をそれぞれ２枚ずつとしているが、３枚ずつ又はそれ以上とすることもできる。これは、垂直軸型風力発電装置１を設置する場所の平均風速等を考慮して適切に設計することができる。
【００２８】
図３に、発電部２の部分断面図の一例を示す。発電部２は、第１発電軸１７及び第２発電軸２７を回転可能に支持した発電機６を有している。この発電部２は、第１回転軸１３の回転力が、第１ベルト１６を介して第１発電軸１７に伝達するように構成している。同様に、発電部２は、第２回転軸２３の回転力が、第２ベルト２６を介して第２発電軸２７に伝達するように構成している。
【００２９】
次に、発電部２の動作について説明する。まず、第２回転軸２３が、風の力により回転する。この回転力は、第２ベルト２６及び第２発電軸２７を介して、発電機６に伝達され、電気に変換される。同様に、第１回転軸１３が風の力により回転すると、この回転力は、第１ベルト１６及び第１発電軸１７を介して、発電機６に伝達され、電気に変換される。ここで、第１回転軸１３及び第２回転軸２３は、同一方向に回転するように構成している。また、第１発電軸１７及び第２発電軸２７に伝達された回転力は、例えば、ワンウェイクラッチ等を介して合成される。
【００３０】
この第１発電軸１７と第２発電軸２７を、ワンウェイクラッチを介して連結し、回転力を合成する構成について説明する。垂直軸型風力発電装置１の始動時には、第２風車２０の回転開始に伴い、第２発電軸２７が回転を開始する。このとき、ワンウェイクラッチは空転状態となるように構成している。つまり、第１発電軸１７は停止した状態となる。風速が上昇し、第１風車１０の回転に伴い、第１発電軸１７が第２発電軸２７の回転数を上回った場合、ワンウェイクラッチは、かみ合い状態となるように構成している。つまり、第１発電軸１７及び第２発電軸２７の回転力が、ワンウェイクラッチを介して合成され、発電機６に伝達される。このとき、第１風車１０及び第２風車２０は、見かけ上、一体の風車として回転するため、発電機６は高いトルクを得ることができる。
【００３１】
また、ワンウェイクラッチに、トルクリミッタ等の制御機構を付加し、空転状態とかみ合い状態を任意に制御するように構成してもよい。更に、歯車等を利用し、第１発電軸１７及び第２発電軸２７の回転数及び回転トルクを設定してもよい。この構成により、例えば、第２風車２０の回転数に比べ、第１風車１０の回転数が小さい場合であっても、第１発電軸１７及び第２発電軸２７で回転力が合成され発電機６に伝達することが可能となる。また、第１発電軸１７が停止状態であっても、第２発電軸２７の回転力の一部を伝達し、第１風車１０が回転を開始するように構成することもできる。
【００３２】
上記のように、第１風車１０と第２風車２０の回転力は、既知の機構を利用して、合成することができる。他にも、遊星歯車を利用することもできる。例えば、第１回転軸２７を遊星ギアに連結し、第２回転軸２３を太陽ギアに連結し、発電機６にリングギアを固定して構成することができる。このとき、第１発電軸１７又は第２発電軸２７が、遊星歯車との連結をクラッチ等で解除できる構成を有していることが望ましい。
【００３３】
なお、ワンウェイクラッチ等の回転力を合成する機構を、第１及び第２発電軸１７、２７に設置する構成について説明したが、この機構を第１及び第２回転軸１３、２３に設置する構成としてもよい。また、第１ベルト１６及び第２ベルト２６は、回転軸１３、２３の回転力を、発電軸１７、２７に伝達できる構成であればよい。例えば、歯車等を利用することもできる。
【００３４】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、第１風車１０及び第２風車２０が独立して回転する構成により、風車１０、２０のスタートアップ性能を維持又は向上することができる。
【００３５】
第２に、独立して回転する第１風車１０及び第２風車２０の回転力を、合成して発電機６に伝達する構成により、発電量を増加することができる。
【００３６】
図４に、本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置の発電部２Ａの部分断面図を示す。発電部２Ａは、コイル又は磁石等で構成された固定子１８Ａ及び回転子２８Ａを備えた発電機６Ａを有している。この固定子１８Ａは第１回転軸１３Ａに固定され、回転子２８Ａは第２回転軸２３Ａに固定されている。ここで、第１回転軸１３Ａ及び第２回転軸２３Ａは、共通する中心軸を有し且つ一方の回転軸内に他方の回転軸が配置される多重管構造となるように配置している。更に、第１風車１０及び第２風車２０が互いに逆方向に回転するように構成している。なお、発電機６Ａを構成する一方を便宜上、固定子１８Ａと呼んでいるが、この固定子１８Ａは、回転子２８Ａに対して相対的に回転し、発電を行うことができる。
【００３７】
次に、発電部２Ａの動作について説明する。第１風車１０及び第２風車２０が風を受けて、互いに逆方向に回転を開始する。第１回転軸１３Ａが固定子１８Ａ（発電機６Ａ自体）を一方向に回転させ、第２回転軸２３Ａが回転子２８Ａを逆方向に回転させる。ここで、固定子１８Ａと回転子２８Ａの回転の相対速度は、第１及び第２風車１０、２０の回転速度の合成値となる。
【００３８】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、発電機６Ａが回転する速度を従来の約２倍とできるため、発電量を増加することができる。第２に、発電部２Ａを、風車の回転軸（１３Ａ、２３Ａ）の中心軸上に設置できるため、垂直軸型風力発電装置をコンパクトに設計することができる。第３に、風速が弱く、第１風車又は第２風車のみが回転するような場合であっても、発電を行うことができる。
【００３９】
図５に、本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置１Ｂを示す。この垂直軸型風力発電装置１Ｂは、支持軸４０Ｂと、支持軸４０Ｂに対して回転自在に設置した第１風車１０Ｂと、第１風車１０Ｂに対して回転自在に設置した第２風車２０Ｂと、第１風車１０Ｂ及び第２風車２０Ｂの間に設置した発電部２Ｂを有している。ここで、第１風車１０Ｂ及び第２風車２０Ｂは、回転方向が逆方向となるように構成している。また、第１アーム１４Ｂの長さが、第２アーム２４Ｂの長さよりも長くなるように構成している。
【００４０】
図６に、垂直軸型風力発電装置１Ｂの発電部２Ｂの部分断面図を示す。発電部２Ｂは、一方をコイルで構成され他方を磁石で構成された固定子１８Ｂ及び回転子２８Ｂを備えた発電機６Ｂを有している。この固定子１８Ｂは第１回転軸１３Ｂに固定され、回転子２８Ｂは第２回転軸２３Ｂに固定されている。また、発電部２Ｂは、発電機６Ｂに接続した接触子（例えば、スリップカーボンブラシ等）４１Ｂと、支持軸４０Ｂに固定した接触リング（例えば、スリップリング等）４２Ｂを有している。更に、発電部２Ｂは、支持軸４０Ｂに対して第１回転軸１３Ｂを回転自在に支持する軸受（例えばボールベアリング等）４３と、第１回転軸１３Ｂに対して第２回転軸２３Ｂを回転自在に支持する軸受４３をそれぞれ有している。
【００４１】
次に、発電部２Ｂの動作について説明する。まず、風を受けた第１風車の第１回転軸１３Ｂと、第２風車の第２回転軸２３Ｂが、互いに逆となる回転方向に回転を開始する。図６では、第１回転軸１３Ｂの回転方向をＲ１で、第２回転軸２３Ｂの回転方向をＲ２で示している。この回転により、発電機６Ｂを構成する固定子１８Ｂと回転子２８Ｂの相対的な回転により、電気が発生する。この電気は、コイルを構成する側（例えば固定子１８Ｂ）から接触子４１Ｂ、及び接触リング４２Ｂを介して、図示しない電源ケーブルに送られる。
【００４２】
ここで、第１回転軸１３Ｂと共に回転する接触子４１Ｂは、接触リング４２Ｂの外周で接触を維持するように構成されている。また、支持軸４０Ｂ及び接触リング４２Ｂは、回転しない。更に、例えば支持軸４０Ｂの内部に配置した電源ケーブルは、３極のケーブルを利用することが望ましい。加えて、第１回転軸１３Ｂと第２回転軸２３Ｂは、共通する中心軸を有することが望ましい。
【００４３】
上記の構成により、図４に示した実施例と同様の作用効果を得ることができる。第１に、発電機６Ｂが回転する速度を従来の約２倍とできるため、発電量を増加することができる。第２に、発電部２Ｂを、第１風車１０Ｂ及び第２風車２０Ｂの回転軸上に設置できるため、垂直軸型風力発電装置をコンパクトに構成することができる。第３に、風速が弱く、第１風車又は第２風車のみが回転するような場合であっても、発電を行うことができる。第４に、スリップカーボンブラシ等で構成した接触子４１Ｂと、スリップリング等で構成した接触リング４２Ｂを設置した構成により、固定子１８Ｂ側（発電機６Ｂ自体）が回転しても、電源ケーブルがねじれたりすることなく、電気を外部に送ることができる。
【００４４】
なお、固定子１８Ｂを永久磁石等の磁石で構成し、回転子２８Ｂをコイルで構成した発電機としてもよい。また、第１風車１０Ｂ側に回転子を設置し、第２風車２０Ｂ側に固定子を固定する構成としてもよい。更に、図２の例と同様に、第１アーム１４Ｂの長さが、第２アーム２４Ｂの長さよりも短くなるように構成してもよい。加えて、発電部２Ｂが、発電機６Ｂに接続したスリップリング等の接触リングと、支持軸４０Ｂに設置したスリップカーボンブラシ等の接触子を有するように構成してもよい。
【００４５】
図７に、本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置１Ｃを示す。この垂直軸型風力発電装置１Ｃは、第１風車１０Ｃ及び第２風車２０Ｃに加えて、回転半径の異なる第３風車３０Ｃを有している。この垂直軸型風力発電装置１Ｃは、第１乃至第３の風車
１０Ｃ、２０Ｃ、３０Ｃがそれぞれ独立して回転するため、スタートアップ性能を維持又は向上しながら、発電量を増加することができる。
【００４６】
ここで、各風車１０Ｃ、２０Ｃ、３０Ｃの羽根１５Ｃ、２５Ｃ、３５Ｃは、一部が互いの影になるように構成している。この重なりにより、通過する風から効率的にエネルギーを取出すことができる。なお、羽根１５Ｃ、２５Ｃ、３５Ｃが重ならないとしても、本発明の作用効果を十分に得ることができる。また、発電部は、前述した発電部のいずれも採用することができる。
【００４７】
図８に、本発明に係る異なる実施の形態の垂直軸型風力発電装置１Ｄを示す。この垂直軸型風力発電装置１Ｄは、第１風車１０Ｄ及び第２風車２０Ｄに加えて、回転半径が第２風車２０Ｄよりも小さい第３風車３０Ｄを有している。
【００４８】
ここで、図７及び８に、第１乃至３の風車を有する実施例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、４つ以上の風車を独立して回転するように構成しても、同様の作用効果を得ることができる。また、複数ある風車の内、いくつかを連動して回転するように構成してもよい。加えて、スタートアップ性能の更なる向上を実現するために、発電機６をモータとして使用して風車に初動を与える構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  垂直軸型風力発電装置
２、２Ａ、２Ｂ       発電部
３     回転軸
４     アーム
５     羽根
１０   第１風車
１３   第１回転軸
１４   第１アーム
１５   第１羽根
１８、１８Ａ、１８Ｂ 固定子
２０   第２風車
２３   第２回転軸
２４   第２アーム
２５   第２羽根
２８、２８Ａ，２８Ｂ 回転子
【要約】
【課題】
垂直軸型風力発電装置において、スタートアップ性能を維持又は向上しながら、且つ発電量を増加することのできる垂直軸型風力発電装置を提供する。
【解決手段】
風車と発電部を有しており、風車が鉛直方向に延伸した回転軸と、回転軸から外周方向に延伸した少なくとも１つのアームと、アームに固定した少なくとも１つの羽根を有した垂直軸型風力発電装置において、垂直軸型風力発電装置１が、少なくとも第１風車１０及び第２風車２０を有しており、第１風車１０及び第２風車２０が、異なる回転半径を有し且つ独立して回転する。
【選択図】図１【図１】
0005190545.tif 000002
【図２】
0005190545.tif 000003
【図３】
0005190545.tif 000004
【図４】
0005190545.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005190545.tif 000007
【図７】
0005190545.tif 000008
【図８】
0005190545.tif 000009
【図９】
0005190545.tif 000010