风力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中记载了一种将基于风车的旋转轴的水平方向的旋转输入经由齿轮机构传动至垂直方向的发电机的输入轴的风力发电装置的技术。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2003-278639号公报
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题
[0007]然而，当利用齿轮等传动机构时，噪音、振动较大，并且还具有因齿轮本身的惯性质量、齿轮的齿彼此的摩擦而导致转矩的损耗等缺点。另外，当利用齿轮机构时，由于需要以高精度调整风车的旋转轴与发电机的输入轴之间的轴配置，因此组装作业和维护作业变得繁琐，尤其不适用于家庭用等普通用户组装的小型风力发电装置。
[0008]本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种不利用齿轮而发电效率与组装操作性高的风力发电装置。
[0009]为解决技术问题的方法
[0010]为了解决上述问题，根据本发明的一个方案，适用这样一种风力发电装置，其具有:轴流式的风车；导流罩，其支承所述风车的旋转轴；塔架，其在顶部支承与所述风车的旋转轴大致交叉而配置的所述导流罩的转动轴；发电机，其设置在所述塔架上；以及连接器，其能够弹性地容许轴心的挠曲，并对所述风车的旋转轴与所述发电机的输入轴进行轴连接。
[0011]发明效果
[0012]根据本发明，不利用齿轮而能提高发电效率与组装操作性。
【附图说明】
[0013]图1是表示第一实施方式的风力发电装置的风车附近的主要部分沿着风车的轴向的侧剖视图、和从风车的正面观察的该主要部分的外观图。
[0014]图2是表示呈直线形伸展的状态的连接器的侧视图。
[0015]图3是从输入侧观察的连接器的立体图。
[0016]图4是详细地表示连接器的输入侧部分的局部侧视图。
[0017]图5是弹簧单元的主视图以及图5(a)中的B-B剖面的横剖视图。
[0018]图6是表示弹簧单元的立体图。
[0019]图7是构成弹簧单元的第一弹簧构件的主视图、第二弹簧构件的主视图以及图7 (b)中的A-A剖面的横剖视图。
[0020]图8是表示连结两个弹簧单元的连接器的整体结构的分解纵剖视图。
[0021]图9是表示连结两个弹簧单元的连接器的整体结构的纵剖视图。
[0022]图10是表示弯曲状态的连接器的立体图。
[0023]图11是在导流罩内部设置有发电机的第一比较例的侧剖视图。
[0024]图12是将连接于发电机的供电线原样地延伸设置于塔架内部的第二比较例的侧剖视图。
[0025]图13是使设置于塔架的上端的集电环与连接于发电机的电刷滑动接触的第三比较例的侧剖视图。
[0026]图14是在塔架的上方外部设置发电机的第二实施方式的侧剖视图。
[0027]图15是在塔架的下方外部设置发电机的第三实施方式的侧剖视图。
[0028]附图标记说明
[0029]1:风力发电装置
[0030]2:风车
[0031]2a:叶片
[0032]2b:旋转轴
[0033]3:导流罩
[0034]3a:转动轴
[0035]4:塔架
[0036]5:发电机
[0037]5a:输入轴
[0038]11:联轴器
[0039]12:供电线
[0040]13:集电环
[0041]14:电刷
[0042]15:轴
[0043]100:连接器
[0044]102:弹簧单元(第一弹簧单元)
[0045]103:第一弹簧构件
[0046]104:第二弹簧构件
[0047]105:输入侧的轴套
[0048]106:输出侧的轴套
[0049]131:基板部
[0050]132:支脚部
[0051]133:前端部
[0052]134:通孔
[0053]141:基板部
[0054]142:支脚部
[0055]143:前端部
[0056]144:通孔
【具体实施方式】
[0057]以下，参照附图来说明第一实施方式。
[0058]<第一实施方式的风力发电装置的概要>
[0059]作为一例，第一实施方式的风力发电装置是如下方式的装置:通过吹向其轴向的风力使轴流式的风车旋转，通过该旋转轴的轴输出使发电机旋转，由此进行发电。图1(a)表示本实施方式的风力发电装置的风车附近的主要部分沿风车的轴向的侧剖面，图1(b)表示从风车的正面观察的该主要部分的外观。在该图1中，风力发电装置I主要具有:风车2、导流罩3、塔架4、发电机5与连接器100。
[0060]风车2在图示的例子中是具有三个叶片2a、并通过沿轴向流动的风力而进行旋转的轴流式，以其旋转轴2b的轴向朝向水平方向的方式进行配置。
[0061]导流罩3是内部呈中空的箱体，在一侧面(图1(a)的左方的侧面)上支承上述风车2的旋转轴2b，并且在其下方具有能够绕沿上下方向的轴线转动的转动轴3a。导流罩3本身位于风车2所受的风的下游侧，但为了不阻碍该风的吹过，优选导流罩3相对于风的流通方向，即相对于风车2的轴向的正交截面积尽可能小。在图示的例中，导流罩3形成为与上下方向的高度尺寸以及相对于风的流通方向的长度尺寸相比较，与旋转轴2b正交的水平方向(即图1(b)中的左右方向)的厚度尺寸较小的大致偏平型。
[0062]塔架4是内部呈中空且在上下方向较长地延伸设置的结构物，在其顶部上述导流罩3以能够以其转动轴3a作为中心转动的方式进行设置。塔架4本身的高度比风车2的一个叶片2a量的径向尺寸(即风车2整体的半径尺寸)高，并且以风车2能接受稳定地流动的风的程度，设定为离地上设置面(省略图示)充分的高度。
[0063]发电机5是通过向其输入轴5a输入的旋转驱动力来发电的发电机。在图示的例子中，该发电机5被配置在塔架4的顶部的内部，其输入轴5a通过与导流罩3的转动轴3a呈轴心一致的同轴配置，而从塔架4内部向导流罩3内部突出。由于经由后面叙述的连接器100从风车2输入的旋转驱动力的转速较低，因此为了能充分地确保发电效率，该发电机5在大多情况下利用被多级化(围绕轴的周向上的磁极的多数化)并使其直径大径化的发电机。
[0064]连接器100是能够弹性地容许其轴心的挠曲的连接器，在上述导流罩3的内部在处于大致正交关系的风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间以传递旋转驱动力的方式进行轴连接。此外，在后面详细叙述该连接器100的结构。
[0065]此外，在上述导流罩3中的风车2的旋转轴2b的支承部分、塔架4顶部中的导流罩3的转动轴3a的支承部分、以及塔架4顶部中的发电机5的输入轴5a的支承部分(在图示的例子中，导流罩3的转动轴3a内部的发电机5的输入轴5a的支承部分)的各个部位，经由球轴承对各轴进行支承以使其能顺利地旋转、转动。
[0066]在如上所述构成的风力发电装置I中，风车2受到向大致水平方向流动的风而旋转，来自朝向该水平方向的旋转轴2b的轴输出经由连接器100传递至朝向上方的发电机5的输入轴5a来进行发电。另外，对应于水平面内的风向变化，导流罩3与风车2 —起向所谓的偏摆方向(图1(b)中的左右方向)自然转动。此时，如上所述，由于发电机5的输入轴5a与导流罩3的转动轴3a同轴地进行配置，因此能维持风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间的正交关系(即不会成为不共面的关系)，因此不会对连接器100施加因偏心而导致的负载。以下，详细地说明关于上述连接器100的结构。
[0067]<连接器整体的概要>
[0068]首先，利用表示使连接器100在直线上伸展的状态的图2至图4，来说明连接器100整体的概要。
[0069]如图2至图4所示，连接器100具有沿着轴心方向(图2及图4中的左右方向)连结的多个(例如30个)弹簧单元102 (在后面详细叙述)、输入侧(图2中的左侧。相当于轴心方向的一侧)的轴套105、以及输出侧(图2中的右侧。相当于轴心方向的另一侧)的轴套106。所连结的多个弹簧单元102被安装在输入侧的轴套105与输出侧的轴套106之间。
[0070]输入侧的轴套105与输出侧的轴套106在本例中为中空的圆筒体。在输入侧的轴套105上安装有例如驱动源侧的旋转轴(在本实施方式的例子中为风车2的旋转轴2b)。驱动源侧的旋转轴从上述轴心方向的一侧(图2中的左侧、图3中的左跟前侧)插入至图3所示的轴套105的中空部105a(参照图3)之后，通过锁紧螺栓被拧入轴套105的