JP2005083207A - ダリウス式風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力軸を垂直方向に沿わせて容易に組み付けることができ、且つ、大きな設置スペースを要しない構造簡単なダリウス式風力発電装置を提供する。
【解決手段】 回転翼と、回転翼を相対回転不能に支持する入力軸であって、略垂直方向に延びる入力軸と、入力軸を介して入力される回転動力を増速する増速伝動ユニットと、増速伝動ユニットに作動的に連結された発電機と、増速伝動ユニット及び発電機を収容するハウジングとを備える。前記ハウジングは、底壁と、底壁の周縁部から上方に延びる周壁と、周壁の上方開口を閉塞する上壁とを有する。前記入力軸は、前記上壁及び前記底壁にそれぞれ設けられた軸受部によって、少なくとも２点支持される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、風のエネルギを電気エネルギに変換する風力発電装置に関し、詳しくは、ダリウス式風力発電装置に関する。

風のエネルギを電気エネルギに変換する風力発電装置の一種として、ダリウス式風力発電装置が知られている。
該ダリウス式風力発電装置は、回転翼と、略垂直方向に延びた状態で前記回転翼を相対回転不能に支持する入力軸と、該入力軸に作動連結された増速伝動ユニットと、該増速伝動ユニットに作動連結された発電機と、前記増速伝動ユニット及び前記発電機を収容するハウジングとを備えている。

ところで、ダリウス式風力発電装置は、回転翼によって垂直入力軸を軸線回りに回転させるものであるから、垂直入力軸を可及的に垂直方向に沿うように支持する必要がある。
この点に関し、従来のダリウス式風力発電装置は、垂直入力軸を前記ハウジングの上壁で軸受支持すると共に、該垂直入力軸の上端部をワイヤ等の連結部材によって地面に固定することで、該垂直入力軸を略垂直方向に沿うように支持していた（特許文献１参照）。

斯かる従来の支持構造は、垂直入力軸の垂直性を得る点では有効であるが、前記連結部材の取付作業を要する為、風力発電装置の設置作業に時間が掛かるという問題があった。
又、前記連結部材を回転翼に干渉しないように設置する必要がある為、大きな設置スペースを要するという問題もあった。
米国特許第４４４９０５３号明細書

本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、回転翼を支持する入力軸を、垂直方向に沿った状態で容易に組み付けることができ、且つ、大きな設置スペースを要しない構造簡単なダリウス式風力発電装置の提供を一の目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、回転翼と、前記回転翼を相対回転不能に支持する入力軸であって、略垂直方向に延びる入力軸と、前記入力軸を介して入力される回転動力を増速する増速伝動ユニットと、前記増速伝動ユニットに作動的に連結された発電機と、前記増速伝動ユニット及び前記発電機を収容するハウジングとを備えたダリウス式風力発電装置であって、前記ハウジングは、底壁と、該底壁の周縁部から上方に延びる周壁と、該周壁の上方開口を閉塞する上壁とを有し、前記入力軸が、前記上壁及び前記底壁にそれぞれ設けられた上方軸受部及び下方軸受部によって、少なくとも２点支持されているダリウス式風力発電装置を提供する。

一態様においては、前記増速伝動ユニットは、前記入力軸の下端部が挿通される挿通孔が設けられた上壁を有するギヤボックスと、該ギヤボックス内に配設された増速ギヤ列であって、前記入力軸に作動的に連結された増速ギヤ列と、該増速ギヤ列を介して前記入力軸に作動的に連結された出力軸であって、前記ギヤボックスの上方からアクセス可能とされた出力軸とを備え、前記発電機は、前記出力軸に作動連結される駆動軸を有し、前記発電機は、前記駆動軸が前記増速伝動ユニットの出力軸に軸線回り相対回転不能に連結された状態で、前記ギヤボックスの上壁に取り付けられる取付フランジに支持される。

前記一態様において、好ましくは、前記駆動軸及び前記出力軸は同軸上に配設され、前記駆動軸及び前記出力軸の一方には、対応する軸から径方向へ離間配置された係合突起を有する第１連結部材が相対回転不能に支持され、且つ、前記駆動軸及び前記出力軸の他方には、前記係合突起が係入される係合凹部を有する第２連結部材が相対回転不能に支持されており、前記駆動軸及び前記出力軸は前記係合突起及び前記係合凹部を介して、軸線回り相対回転不能に連結される。

前記一態様において、前記増速伝動ユニットは、前記入力軸の軸線回りに配設された複数の出力軸を有し得る。
斯かる態様においては、前記複数の出力軸にそれぞれ作動連結される複数の発電機を備えることができる。

好ましくは、前記種々の態様において、前記入力軸に対して作動的に制動力を付加し得る油圧ブレーキユニットと、電動モータ駆動型の第１油圧ポンプユニットと、油溜め及び前記第１油圧ポンプユニットの吸引ポートの間を流体接続する第１吸引油路と、基端部が前記第１油圧ポンプユニットの吐出ポートに流体接続された第１吐出油路と、前記油圧ブレーキユニットに流体接続されたブレーキ油路と、前記第１吐出油路及び前記ブレーキ油路の間に介挿された切換弁とを備えることができる。
前記切換弁は、前記第１吐出油路及び前記ブレーキ油路を連通するブレーキ作動位置と、前記第１吐出油路の先端部を閉塞し且つ前記ブレーキ油路をドレインに連通するブレーキ解除位置とをとり得るように構成される。

前記増速伝動ユニットが、前記入力軸に対して相対回転不能とされた入力ギヤを含む増速ギヤ列と、該増速ギヤ列のファイナルギヤに対して相対回転不能とされた出力軸と、前記増速ギヤ列を囲繞するギヤボックスであって、内部空間が油貯留可能とされたギヤボックスと備える場合には、該ギヤボックスを前記油溜めとしても利用することができる。
好ましくは、油溜めとして兼用される前記ギヤボックス内に前記下方軸受部を配設することができる。

好ましくは、前記切換弁を、外部操作力が付加されない状態ではブレーキ作動位置に位置するように構成すると共に、前記第１吐出油路又は前記ブレーキ油路の少なくとも一方にアキュームレータを介挿することができる。

前記第１油圧ポンプユニットを備える態様において、より好ましくは、前記ハウジング内に収容された第２油圧ポンプユニットであって、前記入力軸によって作動的に駆動される第２油圧ポンプユニットをさらに備えることができる。
前記第２油圧ポンプユニットは、前記上方軸受部を含む被潤滑部位へ潤滑油を供給し得るように構成される。

前記第２油圧ポンプユニットをさらに備える態様において、好ましくは、前記第１吐出油路を流れる油を前記被潤滑部位へ分岐供給するように構成すると共に、前記回転翼による発電開始時には、前記切換弁がブレーキ解除位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが連続的に作動され、且つ、前記回転翼が所定の最低回転数を超えて回転すると、前記切換弁がブレーキ解除位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが間欠作動又は停止されるように構成し得る。
斯かる態様において、より好ましくは、風速が所定値を越えると、前記切換弁がブレーキ作動位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが連続的に作動されるように構成し得る。

本発明に係る風力発電装置によれば、増速伝動ユニット及び発電機を収容するハウジングの上壁及び底壁によって入力軸を少なくとも２点支持するように構成したので、従来必要であったワイヤ等の連結部材を不要とすることができ、これにより、該入力軸の組み付け作業の効率化と共に、装置全体の設置スペースの小型化を図ることができる。

又、前記増速伝動ユニットの出力軸及び発電機の駆動軸の一方に係合突起を有する第１連結部材を相対回転不能に支持させ、且つ、前記出力軸及び駆動軸の他方に前記係合突起が係入される係合凹部を有する第２連結部材を相対回転不能に支持させれば、前記出力軸及び駆動軸の連結を容易且つ確実に行うことができる。

又、前記増速伝動ユニットのギヤボックスを油貯留可能に構成して油溜めとして兼用すると共に、前記下方軸受部を該ギヤボックス内に配設すれば、追加の部材を備えることなく、該下方軸受部を潤滑することができる。

又、前記入力軸に対して作動的に制動力を付加し得る油圧ブレーキユニットと、該油圧ブレーキユニットに作動油を供給するモータ駆動型の第１油圧ポンプユニットと、前記入力軸によって作動的に駆動され、被潤滑部位へ潤滑を供給する第２油圧ポンプユニットとを備え、発電開始時には前記第１油圧ポンプユニットを連続的に作動させて該第１油圧ポンプユニットからも被潤滑部位へ潤滑油を供給し、且つ、入力軸が所定の最低回転数を超えて回転し始めると前記第１油圧ポンプユニットを間欠又は停止するように構成すれば、被潤滑部位への潤滑油供給不足を防止しつつ、無駄な電力消費を有効に防止し得る。

以下、本発明に係るダリウス式風力発電装置の好ましい一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係るダリウス式風力発電装置１の概略正面図を示す。又、図２に、該ダリウス式風力発電装置１の部分縦断正面図を示す。

図１及び図２に示すように、前記ダリウス式風力発電装置１は、回転翼１０と、前記回転翼を相対回転不能に支持する入力軸４０と、前記入力軸４０を介して入力される回転動力を増速する増速伝動ユニット５０と、前記増速伝動ユニット５０に作動的に連結された発電機９０と、前記増速伝動ユニット５０及び前記発電機９０を収容すると共に、前記入力軸４０を軸線回り回転自在に支持するハウジング１００とを備えている。

図１に示すように、本実施の形態に係る風力発電装置１は、前記回転翼１０として、ダリウス翼２０と、サボニウス風車３０とを有している。
前記ダリウス翼２０は、発電時に、前記入力軸４０を軸線回りに回転させる駆動力の全部又は大部分を発生するように構成されている。
他方、前記サボニウス風車３０は、始動（発電開始）時に、前記入力軸４０を軸線回りに回転させ始める際の補助駆動力を発生するように構成されている。

図３及び図４に、それぞれ、図２におけるIII-III線断面図及びIV部拡大縦断面図を示す。又、図５(a)及び(b)に、それぞれ、図４におけるVa-Va線断面図及び図５(a)におけるVb-Vb線断面図を示す。

図３に示すように、本実施の形態に係る風力発電装置１は、前記ダリウス翼２０を前記入力軸４０回り等間隔に３枚有している。
図１に示すように、前記入力軸４０は、前記ハウジング１００内に位置する内方部分４１と、該ハウジング１００から外方へ突出された外方部分４２とを有している。
なお、本実施の形態においては、前記入力軸４０は複数の軸体を有しており、該複数の軸体が互いに端面を突き合わさせた状態で連結されているが、当然ながら、これに代えて、単一の部材によって形成することもできる。

前記ダリウス翼２０は、前記入力軸４０における前記外方部分４２の上端部及び下端部に連結されている。
本実施の形態においては、前記各ダリウス翼２０は、前記入力軸４０における外方部分４２の上端部及び下端部にそれぞれ連結される第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂと、該第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂの自由端部同士を連結する第３部分２０ｃとを有する３分割構造とされている。

ここで、前記ダリウス翼２０の前記入力軸４０への連結構造について、該ダリウス翼２０の下端部を例に説明する。
なお、該ダリウス翼２０の上端部の前記入力軸４０への連結構造は、上下が反転することを除き、下端部の連結構造と同様である。

図３及び図４に示すように、入力軸４０の前記外方部分４２における下端部には、芯金部材４５が相対回転不能に取り付けられている。
なお、図示の形態においては、入力軸４０の前記外方部分４２に設けられた取付フランジ４７に取付ベース４６がボルト等の締結部材によって連結されており、前記芯金部材４５は該取付ベース４６に固定されている。

前記ダリウス翼２０は、図４及び図５に示すように、断面視流線形状の中空羽根本体２１を有している。
該中空羽根本体２１は、下端部が前記芯金部材４５に外挿された状態で該芯金部材４５に連結されている。

好ましくは、図４に示すように、前記芯金部材４５は、上面及び下面が平坦面とされた所定厚みを有する板状とされている。
そして、前記中空羽根本体２１の下端部は、内周面が前記芯金部材４５の上面及び下面と当接するようにプレス成形される。
斯かる構成を備えることにより、前記中空羽根本体２１の下端部を前記芯金部材４５に外挿するだけで、該中空羽根本体２１の仮止めを行うことができる。
本実施の形態においては、前記中空羽根本体２１は、前記芯金部材４５の上面及び下面にリベットによって固定されている。

より好ましくは、前記中空羽根本体２１には、該中空羽根本体２１の厚み方向Ｔ及び幅方向Ｗに関しては実質的に移動不能、且つ、長手方向Ｌに関しては移動可能にワイヤロッド２２が挿通されている（図５参照）。
該ワイヤロッド２２は、両端部が、それぞれ、下方の芯金部材４５（図５参照）及び上方の芯金部材（図示せず）にネジ等の締結部材を介して固定されている。
なお、本実施の形態においては、各中空羽根本体２１内に前記ワイヤロッド２２を２本挿通させている。
斯かる構成を備えることにより、前記ワイヤロッド２２のテンションを変更させることで、中空羽根本体２１の湾曲形状を微調整することができると共に、万一、該中空羽根本体２１が破壊した際の破壊片の飛散を有効に防止できる。

さらに、前記風力発電装置１には、前記入力軸４０に相対回転不能に連結されるバランス板を備えることができる。
該バランス板は、前記入力軸４０を基準にして径方向へ延びる平板状とされ、該入力軸４０を基準にして周方向に配設された複数のウエイト取付部を有する。
斯かるバランス板を備えることにより、前記複数のバランス取付部のうちの何れか一又は複数箇所にウエイト３６（図１参照）を取り付けることができ、これにより、前記入力軸４０の垂直性を簡便に調整することができ、該入力軸４０の芯振れを有効に防止できる。

本実施の形態においては、前記バランス板として、前記サボニウス風車３０の一部を利用している。なお、本実施の形態に係る風力発電装置は、上方サボニウス風車３０ａ及び下方サボニウス風車３０ｂの２個のサボニウス風車を有しており、各サボニウス風車３０ａ，３０ｂに前記バランス板が備えられている。

ここで、前記サボニウス風車３０ａ，３０ｂについて説明する。
図６に、図１におけるVI-VI線断面図を示す。
図１及び図６に示すように、前記上方サボニウス風車３０ａ及び下方サボニウス風車３０ｂは、風力を受けて前記入力軸４０を軸線回りに回転させ始める為の回転駆動力を発生させる受風板３１と、該受風板３１の上端部及び下端部にそれぞれ固着された頂板３２及び底板３３を備えている。

前記下方サボニウス風車３０ｂにおいては、図１及び図６に示すように、前記底板３３に前記複数のウエイト取付部３５が設けられている。
他方、前記上方サボニウス風車３０ａにおいては、前記頂板３２に前記複数のウエイト取付部が設けられている。
即ち、本実施の形態においては、前記上方サボニウス風車３０ａの頂板３２及び前記下方サボニウス風車３０ｂの底板３３が、それぞれ、前記バランス板として兼用されている。

なお、本実施の形態においては、前記各サボニウス風車３０ａ、３０ｂが、それぞれ、頂板３２及び底板３３を有するように構成したが、これに代えて、各サボニウス風車３０ａ，３０ｂが頂板３２及び底板３３の何れか一方のみを備えるものとし、該頂板３２及び底板３３の一方を前記バランス板として用いることもできる。

次に、前記入力軸４０の支持構造について説明する。
本実施の形態に係る風力発電装置１において、前記入力軸４０は、前記ハウジング１００のみによって支持されている。
具体的には、図２に示すように、前記ハウジング１００は、底壁１０１と、該底壁１０１の周縁部から上方に延びる周壁１０２と、該周壁１０２の上方開口を閉塞する上壁１０３とを有している。
前記底壁１０１には、前記入力軸４０の下方領域を下スラスト方向及びラジアル方向に軸受支持する下方軸受部１１０が設けられている。
さらに、前記上壁１０３には、前記入力軸４０の中央領域を上スラスト方向及びラジアル方向へ軸受支持する上方軸受部１１５が設けられている。
即ち、本実施の形態において、前記入力軸４０は、前記ハウジング１００の前記上壁１０３及び底壁１０１にそれぞれ設けられた上方軸受部１１５及び下方軸受部１１０の少なくとも２点によって、軸線回り回転自在に支持されている。
なお、上壁１０３に設置される前記上方軸受部１１５のアダプタ１１５ａには、後述する潤滑油を導入して該上方軸受部１１５を潤滑するための油ポート１１５ｂが設けられている。

斯かる構成の風力発電装置１においては、従来必要であったワイヤ等の連結部材を不要とすることができ、これにより、入力軸４０の組み付け作業を容易に行うことができると共に、設置スペースの小型化を図ることができる。
なお、図１及び図２中の符号１１０は、前記上壁１０３に連結されるカバーであり、後述する油圧ブレーキユニット１２０を覆うようになっている。
又、図２中の符号１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれ、前記周壁１０２に設けられた外気流通口及びメンテ窓である。

前記増速伝動ユニット５０は、ギヤボックス６０と、該ギヤボックス６０内に収容された増速ギヤ列７０と、該増速ギヤ列７０の伝動方向下流側に作動連結された出力軸８０とを有している。

好ましくは、前記ギヤボックス６０は、前記ハウジング１００の底壁１０１に固定される。
具体的には、該ギヤボックス６０は、前記ハウジング１００の底壁１０１に立設される周壁６１と、該周壁６１の上端開口を閉塞する上壁６２とを有し得る。

より好ましくは、前記上壁６２には前記入力軸４０の下端部が挿通される挿通孔が設けられ、前記下方軸受部１１０は前記ギヤボックス６０内に配設される。
斯かる態様において、該ギヤボックス６０油貯留可能とすることにより、該ギヤボックス６０を後述する油圧機器の油溜まりとして兼用すると共に、特別な構成を備えることなく、前記下方軸受部１１０の潤滑を行うことができる。
なお、図２における符号４０ａは、前記ギヤボックス６０の上面開口部を覆うように設置されたオイルカバーである。該オイルカバー４０ａは、前記入力軸４０を囲繞する中空形状とされており、上端が前記上方軸受部１１５のアダプタ１１５ａの下面開口を覆うように構成されている。斯かる構成を備えることにより、上方軸受部１１５を潤滑した後の油を、該オイルカバー４０ａ内を通してギアボックス６０に還流することができる。

図７に、図２におけるVII-VII線断面図を示す。又、図８に、図７におけるVIII-VIII線断面図を示す。
前記出力軸８０は、前記ギヤボックス６０の外方からアクセス可能とされ、該ギヤボックス６０の外方に配設される前記発電機９０に駆動連結可能とされる。
本実施の形態においては、前記ギヤボックス６０の上壁６２にアクセス開口が設けられており、前記出力軸８０は該アクセス開口を介して上方から連結可能とされている。
なお、本実施の形態においては、前記増速伝動ユニット５０は前記出力軸８０を３本有しており、３つの発電機９０に対して同時に回転駆動力を伝達し得るようになっている（図７及び図８参照）。

前記発電機９０は、本体９１と、該本体９１を駆動する駆動軸９２とを有している。
前記駆動軸９２は、前記出力軸８０に軸線回り相対回転不能に連結される。
本実施の形態においては、前記駆動軸９２は前記本体９１から下方へ延びており、該本体９１が前記ギヤボックス６０の上壁６２に載置された状態で、前記出力軸８０に軸線回り相対回転不能に連結されている。

図７及び図８に示すように、本実施の形態においては、前記上壁６２に取付フランジ６５が取り付けられており、前記発電機９０は、前記本体９１が該取付フランジ９０に支持された状態で、前記駆動軸９２が前記出力軸８０に軸線回り相対回転不能に連結されるようになっている。

詳しくは、前記取付フランジ６５は、上下方向に延びる貫通孔を有する中空形状とされており、上端部及び下端部にそれぞれ上端フランジ部６５ａ及び下端フランジ部６５ｂを有している。
前記下端フランジ部６５ｂは前記ギヤボックス６０の上壁６２に載置され、且つ、前記上端フランジ部６５ａには前記本体９１が載置される。
そして、前記取付フランジ６５の前記貫通孔には、上方から前記駆動軸９２が挿入され、且つ、下方から前記出力軸８０が挿入され、該貫通孔内で駆動軸９２及び出力軸８０が軸線回り相対回転不能に連結されるようになっている。
なお、該取付フランジは、下端部において、前記ギヤボックス６０の上壁６２から突き出た前記出力軸８０の上部を軸受部８０ａを介して支持するように構成されている。
さらに、該取付フランジ６５の外面には、前記軸受部８０ａを潤滑する潤滑油を導入する為の油ポート６５ｃが設けられている。

具体的には、図８に示すように、前記駆動軸９２には、該駆動軸９２から径方向へ離間配置された係合突起９５ａを有する第１連結部材９５が相対回転不能に支持されている。
他方、前記出力軸８０には、前記係合突起９５ａが係入される係合凹部８５ａを有する第２連結部材８５が相対回転不能に支持されている。
前記第１連結部材９５及び第２連結部材８５は、前記モータ本体９１を前記上端フランジ６５ａに載置すると、前記係合突起９５ａが前記係合凹部８５ａに係入されるように構成されている。
斯かる第１連結部材９５及び第２連結部材８５を備えることにより、前記出力軸８０及び前記駆動軸９２の連結を容易且つ確実に行うことができる。

好ましくは、前記係合突起９５ａ及び係合凹部８５ａは、前記駆動軸９２及び前記出力軸８０の軸線回りに複数設けることができ、これにより、出力軸８０から駆動軸９２への動力伝達をより確実に行うことができる。
なお、本実施の形態においては、前記駆動軸９２に第１連結部材９５を支持させ、且つ、前記出力軸８０に第２連結部材８５を支持させるように構成したが、当然ながら、前記駆動軸９２に第２連結部材８５を支持させ、且つ、前記出力軸８０に第１連結部材９５を支持させることも可能である。

前記増速ギヤ列７０は、前記入力軸４０の回転を前記出力軸８０に増速伝達し得るように構成されている。
具体的には、該増速ギヤ列７０は、前記入力軸４０に相対回転不能とされた入力ギヤ７１と、前記出力軸８０に相対回転不能とされ且つ前記入力ギヤ７１に作動的に連結されたファイナルギヤ７２とを有している。
なお、本実施の形態においては、前記ファイナルギヤ７２は前記入力ギヤ７１に直接噛合されている（図７及び図８参照）。

図９に、本実施の形態に係る風力発電装置１の油圧回路図を示す。
図２及び図９に示すように、該風力発電装置１は、前記入力軸４０に対して作動的に制動力を付加し得る油圧ブレーキユニット１２０と、電動モータ駆動型の第１油圧ユニット１３０と、油溜め及び前記第１油圧ポンプユニット１３０の吸引ポートの間を流体接続する第１吸引油路１４０と、基端部が前記第１油圧ポンプユニット１３０の吐出ポートに流体接続された第１吐出油路１５０と、前記油圧ブレーキユニット１２０に流体接続されたブレーキ油路１６０と、前記第１吐出油路１５０及び前記ブレーキ油路１６０の間に介挿された切換弁１７０とを備えている。

図２に示すように、前記油圧ブレーキユニット１２０は、前記入力軸４０に相対回転不能に支持されたブレーキディスク１２１と、油圧の作用によって該ブレーキディスク１２１に制動力を付加し得る油圧キャリパ１２２とを有している。
本実施の形態においては、図２に示すように、前記ブレーキディスク１２１及び前記油圧キャリパ１２２は、前記カバー１１０内に収容されているが、これに代えて、前記ハウジング１００内に収容させることも可能である。

前記第１油圧ポンプユニット１３０は任意位置に配置され得るが、好ましくは、前記ハウジング１００内に収容される。
又、本実施の形態においては、前記ギヤボックス６０を前記油溜めとして兼用しており、該ギヤボックス６０の周壁６１及び上壁６２には、それぞれ、吸引孔６１ａ及びブリーザ孔が設けられている。なお、該ブリーザ孔にはブリーザキャップ６２ａが配設されている（図２及び図７参照）。

前記切換弁１７０は、前記第１吐出油路１５０及び前記ブレーキ油路１７０を連通するブレーキ作動位置Ｉと、前記第１吐出油路１５０の先端部を閉塞し且つ前記ブレーキ油路１７０をドレイン油路２００に連通するブレーキ解除位置IIとをとり得るようになっている。

好ましくは、前記切換弁１７０は、外部操作力が付加されない状態ではブレーキ作動位置Ｉに位置するように構成され、且つ、前記第１吐出油路１５０又は前記ブレーキ油路１６０の少なくとも一方にはアキュームレータ１９０が介挿される。
なお、本実施の形態においては、該アキュームレータ１９０は、前記第１吐出油路１５０に介挿されている。
ここで、外部操作力が付加されない状態とは、前記切換弁１７０に対して外部からの操作が行われない状態を意味している。例えば、図示の形態のように、前記切換弁１７０が電磁弁とされている場合には、該電磁弁に電流を印加しない状態や、停電等によって該電磁弁に電流を印加できない状態が該当し、このような場合には、弁内部に組み込まれたバネ等の付勢部材による付勢力によって自動的にブレーキ作動位置Ｉをとるようになっている。
斯かる構成を備えることにより、停電時に、モータ駆動型の前記第１油圧ポンプユニット１３０が停止した場合であっても、前記アキュムレータ１９０の蓄圧作用によって前記油圧ブレーキユニット１２０をブレーキ作動状態に保持することができる。
なお、図９中の符号２１０は、前記アキュムレータ１９０よりもポンプ上流側に配置されて油の逆流を防止するチェック弁であり、符号２２０は前記第１吐出油路１５０の油圧を設定するリリーフ弁である。

さらに、本実施の形態に係る風力発電装置１は、前記ハウジング１００内に収容された第２油圧ポンプユニット３００であって、前記入力軸４０によって作動的に駆動される第２油圧ポンプユニット３００を備えている。
図９に示すように、該第２油圧ポンプユニット３００は、前記上方軸受部１１５や前記軸受部８０ａ並びに該第２油圧ポンプユニット３００の軸受部３０２を含む被潤滑部位へ潤滑油を供給し得るように構成されている。

即ち、前記第１油圧ポンプユニット１３０によって前記被潤滑部位への潤滑油の供給を全て行うように構成することも可能であるが、これによれば、電動モータ駆動形の前記第１油圧ポンプユニット１３０を発電中も常に駆動しなければならず、電力消費量が大きくなり、発電効率が悪化する。
この点を考慮して、前記回転翼１０によって駆動される第２油圧ポンプユニット３００を備え、該第２油圧ポンプユニット３００によって潤滑油の少なくとも一部を供給するように構成している。

本実施の形態においては、前記第２油圧ポンプユニット３００は、図２及び図７に示すように、前記ギヤボックス６０の上壁６２に設置されており、前記入力ギヤ７１と噛合するポンプ駆動ギヤ３０１によって増速駆動されるようになっている。
詳しくは、前記ギヤボックス６０の上壁６２には、該第２油圧ポンプユニット３００のポンプ軸を支持する軸受部３０２と、該軸受部３０２と上壁６２に設けられた設置孔の内周面との間に介挿されたアダプタ３０３とが設けられている。
そして、前記アダプタ３０３の外面には、後述する潤滑油を導入してこの軸受部３０２を潤滑するための油ポート３０３ａが設けられている。
なお、該第２油圧ポンプユニット３００から吐出される油は、可変絞りにて適正な流量に定められた後、適宜の配管を介して、前記各油ポート１１５ｂ、６５ｃ、３０３ａに分配される。

より好ましくは、前記第１吐出油路１５０を流れる油を前記被潤滑部位へ分岐供給する分岐油路１５５を備えることができる（図９参照）。
そして、発電開始時には、前記切換弁１７０をブレーキ解除位置IIに位置させた状態で前記第１油圧ポンプユニット１３０を連続的に作動させ、且つ、前記回転翼１０が所定の最低回転数を超えて回転し始めると、前記切換弁１７０をブレーキ解除位置IIに位置させた状態で前記第１油圧ポンプユニット１３０を間欠作動又は停止させるように構成し得る。
斯かる構成を備えることにより、発電開始時において前記入力軸４０が停止又は低速回転している際に、被潤滑部位への潤滑油供給不足が生じるのを有効に防止できる。
さらに、入力軸４０が十分な回転速度で回転している際には、前記電動モータ駆動型第１油圧ポンプユニット１３０による潤滑油供給を間欠又は停止することで、無駄な電力の消費を有効に防止できる。

さらに好ましくは、風速が所定の最大値を越える強風時には、前記切換弁１７０をブレーキ作動位置に位置させた状態で前記第１油圧ポンプユニット１３０を連続的に作動させるように構成し得る。
斯かる構成を備えることにより、前記発電機９０の駆動軸９２に許容範囲を超える回転数が入力されることを防止し、該発電機９０の損傷，破壊等を有効に防止し得る。
なお、始動時及び発電時、発電時及び強風時の切換時期の検出は、風速計や入力軸４０の回転数を検出する回転センサを用いて行うことができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る風力発電装置の概略正面図である。 図２は、図１に示す風力発電装置の部分縦断正面図である。 図３は、図２におけるIII-III線断面図である。 図４は、図２におけるIV部拡大縦断面図である。 図５(a)は、図４におけるVa-Va線断面図である。 図５(b)は、図５(a)におけるVb-Vb線断面図である。 図６は、図１におけるVI-VI線断面図である。 図７は、図２におけるVII-VII線断面図である。 図８は、図７におけるVIII-VIII線断面図である。 図９は、図１に示す風力発電装置の油圧回路図である。

符号の説明

１ 風力発電装置
１０ 回転翼
４０ 入力軸
５０ 増速伝動ユニット
６０ ギヤボックス
６２ ギヤボックスの上壁
６５ 取付フランジ
７０ 増速ギヤ列
７１ 入力ギヤ
７２ ファイナルギヤ
８０ 出力軸
８５ 第２連結部材
８５ａ 係合凹部
９０ 発電機
９２ 駆動軸
９５ 第１連結部材
９５ａ 係合突起
１００ ハウジング
１０１ 底壁
１０２ 周壁
１０３ 上壁
１１０ 下方軸受部
１１５ 上方軸受部
１２０ 油圧ブレーキユニット
１３０ 第１油圧ポンプユニット
１４０ 第１吸引油路
１５０ 第１吐出油路
１６０ ブレーキ油路
１７０ 切換弁
１９０ アキュームレータ
３００ 第２油圧ポンプユニット

Claims (11)

1. 回転翼と、前記回転翼を相対回転不能に支持する入力軸であって、略垂直方向に延びる入力軸と、前記入力軸を介して入力される回転動力を増速する増速伝動ユニットと、前記増速伝動ユニットに作動的に連結された発電機と、前記増速伝動ユニット及び前記発電機を収容するハウジングとを備えたダリウス式風力発電装置であって、
   前記ハウジングは、底壁と、該底壁の周縁部から上方に延びる周壁と、該周壁の上方開口を閉塞する上壁とを有し、
   前記入力軸は、前記上壁及び前記底壁にそれぞれ設けられた上方軸受部及び下方軸受部によって、少なくとも２点支持されていることを特徴とするダリウス式風力発電装置。
2. 前記増速伝動ユニットは、前記入力軸の下端部が挿通される挿通孔が設けられた上壁を有するギヤボックスと、該ギヤボックス内に配設された増速ギヤ列であって、前記入力軸に作動的に連結された増速ギヤ列と、該増速ギヤ列を介して前記入力軸に作動的に連結された出力軸であって、前記ギヤボックスの上方からアクセス可能とされた出力軸とを備え、
   前記発電機は、前記出力軸に作動連結される駆動軸を有し、
   前記発電機は、前記駆動軸が前記増速伝動ユニットの出力軸に軸線回り相対回転不能に連結された状態で、前記ギヤボックスの上壁に取り付けられる取付フランジに支持されていることを特徴とする請求項１に記載のダリウス式風力発電装置。
3. 前記駆動軸及び前記出力軸は同軸上に配設されており、
   前記駆動軸及び前記出力軸の一方には、対応する軸から径方向へ離間配置された係合突起を有する第１連結部材が相対回転不能に支持され、且つ、前記駆動軸及び前記出力軸の他方には、前記係合突起が係入される係合凹部を有する第２連結部材が相対回転不能に支持されており、
   前記駆動軸及び前記出力軸は前記係合突起及び前記係合凹部を介して、軸線回り相対回転不能に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のダリウス式風力発電装置。
4. 前記増速伝動ユニットは、前記入力軸の軸線回りに配設された複数の出力軸を有し、
   該ダリウス式風力発電装置は、前記複数の出力軸にそれぞれ作動連結される複数の発電機を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載のダリウス式風力発電装置。
5. 前記入力軸に対して作動的に制動力を付加し得る油圧ブレーキユニットと、
   電動モータ駆動型の第１油圧ポンプユニットと、
   油溜め及び前記第１油圧ポンプユニットの吸引ポートの間を流体接続する第１吸引油路と、
   基端部が前記第１油圧ポンプユニットの吐出ポートに流体接続された第１吐出油路と、
   前記油圧ブレーキユニットに流体接続されたブレーキ油路と、
   前記第１吐出油路及び前記ブレーキ油路の間に介挿された切換弁とを備え、
   前記切換弁は、前記第１吐出油路及び前記ブレーキ油路を連通するブレーキ作動位置と、前記第１吐出油路の先端部を閉塞し且つ前記ブレーキ油路をドレインに連通するブレーキ解除位置とをとり得るように構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のダリウス式風力発電装置。
6. 前記増速伝動ユニットは、前記入力軸に対して相対回転不能とされた入力ギヤを含む増速ギヤ列と、該増速ギヤ列のファイナルギヤに対して相対回転不能とされた出力軸と、前記増速ギヤ列を囲繞するギヤボックスであって、内部空間が油貯留可能とされたギヤボックスと備えており、
   前記ギヤボックスが前記油溜めとしても利用されることを特徴とする請求項５に記載のダリウス式風力発電装置。
7. 前記下方軸受部は、前記ギヤボックス内に配設されていることを特徴とする請求項６に記載のダリウス式風力発電装置。
8. 前記切換弁は、外部操作力が付加されない状態ではブレーキ作動位置に位置するように構成されており、
   前記第１吐出油路又は前記ブレーキ油路の少なくとも一方にはアキュームレータが介挿されていることを特徴とする請求項５から７の何れかに記載のダリウス式風力発電装置。
9. 前記ハウジング内に収容された第２油圧ポンプユニットであって、前記入力軸によって作動的に駆動される第２油圧ポンプユニットをさらに備え、
   前記第２油圧ポンプユニットは、前記上方軸受部を含む被潤滑部位へ潤滑油を供給し得るように構成されていることを特徴とする請求項５から８の何れかに記載のダリウス式風力発電装置。
10. 前記第１吐出油路を流れる油を前記被潤滑部位へ分岐供給するように構成されており、
    前記回転翼による発電開始時には、前記切換弁がブレーキ解除位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが連続的に作動され、
    前記回転翼が所定の最低回転数を超えて回転すると、前記切換弁がブレーキ解除位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが間欠作動又は停止されることを特徴とする請求項９に記載のダリウス式風力発電装置。
11. 風速が所定値を越えると、前記切換弁がブレーキ作動位置に位置された状態で前記第１油圧ポンプユニットが連続的に作動されることを特徴とする請求項１０に記載のダリウス式風力発電装置。