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公開番号2025146164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024046801
出願日2024-03-22
発明の名称風力発電装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03D 17/00 20160101AFI20250926BHJP(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】製造コストや維持コストを増加させずに風力発電装置の状態を検知するセンサへの電力供給を行う。
【解決手段】風車翼が取り付けられるハブ4と、ハブ4に連結されるとともに第1軸線X1回りに回転する回転軸と、第1ロータの第1軸線X1回りの回転に応じて電力を発生する発電機と、ハブまたは回転軸に取り付けられるとともにこれらの回転に応じて電力を発生する第1センサ用発電機21と、第1センサ用発電機21が発生する電力により動作する第1センサと、を備え、第1センサ用発電機21は、軸部材21aと、発電部21bと、軸部材21aに連結されるとともに軸部材21aが第2軸線X2回りに回転することを阻止する回転阻止部21dと、を備え、発電部21bのステータ21b2は、ハブ4に取り付けられるとともにハブ4の第1軸線X1回りの回転に応じて第1軸線X1回りに回転する風力発電装置を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
風力発電装置であって、
第１軸線回りに回転するとともに該第１軸線回りの周方向に沿って複数の風車翼が取り付けられるハブと、
前記ハブに連結されるとともに前記第１軸線回りに回転する回転軸と、
前記回転軸とともに前記第１軸線回りに回転する第１ロータと、前記第１ロータを取り囲むように配置される第１ステータとを有し、前記第１ロータの前記第１軸線回りの回転に応じて電力を発生する第１発電機と、
前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられるとともに前記ハブまたは前記回転軸の前記第１軸線回りの回転に応じて電力を発生する第２発電機と、
前記第２発電機が発生する電力により動作するとともに前記風力発電装置の状態を検知するセンサと、を備え、
前記第２発電機は、
第２軸線上に配置される軸部材と、
前記軸部材に連結されるとともに前記第２軸線回りに回転する第２ロータと、前記第２ロータを取り囲むように配置される第２ステータとを有し、前記第２ステータに対する前記第２ロータの前記第２軸線回りの回転に応じて電力を発生する発電部と、
前記軸部材または前記第２ステータのいずれか一方に連結されるとともに連結された前記軸部材または前記第２ステータのいずれか一方が前記第２軸線回りに回転することを阻止する回転阻止部と、を備え、
前記軸部材または前記第２ステータのいずれか他方は、前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられるとともに前記ハブまたは前記回転軸の前記第１軸線回りの回転に応じて前記第１軸線回りに回転する風力発電装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記回転阻止部は、
前記軸部材または前記第２ステータのいずれか一方に連結される連結部材と、
前記連結部材の前記第２軸線から離間した端部に取り付けられる錘と、を有する請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記センサは、前記風車翼に取り付けられるとともに前記風車翼の歪みに応じた信号を出力する請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記センサは、前記回転軸に取り付けられるとともに前記回転軸の歪みに応じた信号を出力する請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記回転阻止部は、前記第２ステータに連結されており、
前記軸部材は、前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられており、
前記第２発電機は、前記軸部材を取り囲むように配置されるとととともに前記発電部が発生する電力を外部へ供給するスリップリングを有する請求項１または請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記軸部材または前記第２ステータのいずれか他方は、前記第１軸線と前記第２軸線とが一致するように、前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられる請求項１または請求項２に記載の風力発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、風力発電装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、風車の羽根の長手方向の中央部に電気抵抗線式歪みゲージを設け、計測器と電気配線で接続して歪みを測定し、歪みの振動数や大きさによって複合材が破損するまでの寿命を推定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、風車のロータ部に計測器を配置し、計測器と地上設備とを電気配線により接続し、地上設備から計測器へ電気配線を介して電力を供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－１８３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される技術では、地上設備から計測器への電力供給用が可能な電気配線を設ける必要があるため、電気配線や電力供給が可能な地上設備を設置する必要があり、製造コストや設備の維持コストが増大してしまう。また、例えば、風車のロータ部に計測器への電力供給が可能な充電池等を設けることが考えられるが、充電池を定期的に交換するための維持コスト等が必要となってしまう。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製造コストや維持コストを増加させずに風力発電装置の状態を検知するセンサへの電力供給を行うことが可能な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】
【０００６】
本開示の一態様に係る風力発電装置は、第１軸線回りに回転するとともに該第１軸線回りの周方向に沿って複数の風車翼が取り付けられるハブと、前記ハブに連結されるとともに前記第１軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸とともに前記第１軸線回りに回転する第１ロータと、前記第１ロータを取り囲むように配置される第１ステータとを有し、前記第１ロータの前記第１軸線回りの回転に応じて電力を発生する第１発電機と、前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられるとともに前記ハブまたは前記回転軸の前記第１軸線回りの回転に応じて電力を発生する第２発電機と、前記第２発電機が発生する電力により動作するとともに前記風力発電装置の状態を検知するセンサと、を備え、前記第２発電機は、第２軸線上に配置される軸部材と、前記軸部材に連結されるとともに前記第２軸線回りに回転する第２ロータと、前記第２ロータを取り囲むように配置される第２ステータとを有し、前記第２ステータに対する前記第２ロータの前記第２軸線回りの回転に応じて電力を発生する発電部と、前記軸部材または前記第２ステータのいずれか一方に連結されるとともに連結された前記軸部材または前記第２ステータのいずれか一方が前記第２軸線回りに回転することを阻止する回転阻止部と、を備え、前記軸部材または前記第２ステータのいずれか他方は、前記ハブまたは前記回転軸に取り付けられるとともに前記ハブまたは前記回転軸の前記第１軸線回りの回転に応じて前記第１軸線回りに回転する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、製造コストや維持コストを増加させずに風力発電装置の状態を検知するセンサへの電力供給を行うことが可能な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】
【０００８】
本開示の第１実施形態に係る風力発電装置を示す概略構成図である。
図１に示すＡ部分の部分断面図である。
図２に示す第１センサ用発電機の縦断面図である。
図３に示す第１センサ用発電機を第１軸線に沿ってみた図である。
本開示の第２実施形態に係る風力発電装置の歪みセンサ用発電機の縦断面図である。
図５に示す第１センサ用発電機を第１軸線に沿ってみた図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１実施形態〕
以下、本開示に係る第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の第１実施形態に係る風力発電装置１を示す概略構成図である。図１に示すように、風力発電装置１は、設置面Ｂ上に鉛直方向ＶＤに沿って立設されるタワー３と、タワー３の上端に設置されるナセル６と、略水平な第１軸線Ｘ１回りに回転可能にしてナセル６に設けられたハブ４とを有する。
【００１０】
ハブ４は、第１軸線Ｘ１回りに回転するとともに第１軸線Ｘ１回の周方向に沿って放射状に複数枚（例えば３枚）の風車翼５が取り付けられる装置である。第１軸線Ｘ１方向から風車翼５に当たった風の力により、ハブ４が第１軸線Ｘ１周りに回転する。ハブ４の回転により得られた動力は発電機１０によって電力に変換され、外部へと供給される。
（【００１１】以降は省略されています）

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