特許 6836769 流体機械および発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6836769

(24)【登録日】2021年2月10日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】流体機械および発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03D 15/00 20160101AFI20210222BHJP

   F03D 1/02 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   F03D15/00

   F03D1/02

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-162074(P2016-162074)

(22)【出願日】2016年8月22日

(65)【公開番号】特開2018-31266(P2018-31266A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2019年8月9日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】517335097

【氏名又は名称】株式会社日本風洞製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(72)【発明者】

【氏名】ローン ジョシュア

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２２５１１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−２３１２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２５１４５２６（ＧＢ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１１１６９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ １５／００

Ｆ０３Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電部の発電主軸に沿って延び、端部が前記発電主軸に連結される回転軸と、
前記回転軸に、前記回転軸の周方向に回転自在に設けられ、前記回転軸の軸線に沿う回転軸線方向に間隔をあけて配置された複数のローターと、
前記回転軸線方向に隣り合う一対のローターの間に配置され、前記一対のローターそれぞれの回転力を集約して前記回転軸に伝達する差動機構と、
前記一対のローターのうちの上流側の前段ローターに固定されて下流側の後段ローターからは分離され、前記差動機構を覆うカバーと、を備え、
前記カバーの下流側の端部は、前記後段ローターから離間している流体機械。

【請求項2】

前記差動機構は、
前記回転軸から、前記回転軸の径方向に突出する伝達軸と、
前記伝達軸に、前記伝達軸の周方向に回転自在に設けられた第１歯車と、
前記伝達軸を前記回転軸線方向に挟んで配置されて前記一対のローターそれぞれに固定され、前記第１歯車に噛み合うことで前記一対のローターそれぞれの回転力を前記伝達軸に伝達する一対の第２歯車と、を備えている請求項１に記載の流体機械。

【請求項3】

前記複数のローターは、流体から運動エネルギーを受けたときに同一方向に回転する請求項１または２に記載の流体機械。

【請求項4】

前記複数のローターはそれぞれ、流体からの運動エネルギーを受けるブレードと、前記ブレードが固定されたハブと、を備え、
前記一対のローターでは、互いの前記ブレード同士が、互いの前記ハブを前記回転軸線方向に挟んでいる請求項１から３のいずれか１項に記載の流体機械。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の流体機械と、
前記回転軸の端部が連結された発電主軸を備える発電部と、を備えている発電装置。

【請求項6】

前記発電部を、前記発電主軸の軸線に交差する方向に延びるヨー軸回りに回転自在に支持する支持部を更に備え、
流体からの運動エネルギーを受けた前記流体機械が、流体の向きに応じて受動的に首ふり運動する請求項５に記載の発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体機械および発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、下記特許文献１に記載の風力発電部が知られている。この風力発電部は、風上に位置して風力により回転する複数の前方翼と、風下に位置して残りの風力により回転する複数の後方翼と、前方翼から伝達される回転動力および後方翼から伝達される回転動力を集合して発電機を回す差動装置と、を備えている。この風力発電部は、タワーと、タワーに支持された風車架台と、を更に備えている。差動装置および発電機は、風車架台上に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−２３１２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前記従来の風力発電装置では、差動装置が、前方翼と後方翼との間に配置されてタワーの真上に位置し、発電機が、タワーの真上から水平方向にずらされて位置している。そのため、例えば、風の向きに応じて翼の向きを受動的に変更する（首ふり運動する）いわゆるパッシブヨー型の風力発電部への適用が難しい。

【0005】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、多様な発電装置に採用することができる流体機械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】

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る流体機械は、発電部の発電主軸に沿って延び、端部が前記発電主軸に連結される回転軸と、前記回転軸に、前記回転軸の周方向に回転自在に設けられ、前記回転軸の軸線に沿う回転軸線方向に間隔をあけて配置された複数のローターと、前記回転軸線方向に隣り合う一対のローターの間に配置され、前記一対のローターそれぞれの回転力を集約して前記回転軸に伝達する差動機構と、を備えている。

【0007】

この場合、一対のローターそれぞれの回転力を、各ローターの回転速度（回転数）によらず、差動機構および回転軸を介して発電主軸に効率的に伝達することができる。このとき、共通した発電部の発電主軸に各ローターからの回転力を伝達することで、ローター１つあたりに作用する発電主軸からの負荷（回転抵抗）を小さく抑えることができる。これにより、発電部による効率的な発電を実現することができる。
また、差動機構が一対のローターの間に配置され、回転軸が発電主軸に沿って延び、回転軸の端部が発電主軸に連結される。したがって、例えば、流体からの運動エネルギーを受けた流体機械が、流体の向きに応じて受動的に首ふり運動するいわゆるパッシブヨー型の発電装置に、この流体機械を採用すること等ができる。さらに例えば、既存の発電装置における発電主軸に、流体機械の全体を後付けするいわゆるアタッチメントとして、この流体機械を採用すること等もできる。このように、この流体機械を多様な発電装置に採用することができる。

【0008】

前記差動機構は、前記回転軸から、前記回転軸の径方向に突出する伝達軸と、前記伝達軸に、前記伝達軸の周方向に回転自在に設けられた第１歯車と、前記伝達軸を前記回転軸線方向に挟んで配置されて前記一対のローターそれぞれに固定され、前記第１歯車に噛み合うことで前記一対のローターそれぞれの回転力を前記伝達軸に伝達する一対の第２歯車と、を備えている。

【0009】

この場合、ローターが回転すると、ローターの回転力が、第２歯車、第１歯車および伝達軸を介して回転軸に伝達される。
ここで、例えば起動時など、一対のローターの回転速度（回転数）が同等である場合、第１歯車が回転することなく、伝達軸が回転軸に回転力を伝達する。したがって、ローターが一対ではなく１つのみである場合に比べて、回転軸に倍近くの大きさの回転力を伝達させることができる。これにより、ローターが受ける流体の運動エネルギーが低いときにも、ローターを回転し始め易くし、この流体機械に高い起動性を具備させことができる。
一方、例えば、高速回転時など、一対のローターの回転速度（回転数）が異なっている場合、第１歯車が伝達軸の周方向に回転しながら、伝達軸が回転軸に回転力を伝達する。したがって、一対のローターが、互いに回転速度（回転数）に影響を及ぼし合うことを抑えることができる。つまり一対のローターを、各ローターが流体から受けた運動エネルギーに応じた異なる回転速度（回転数）で、エネルギーロス少なく回転させることができる。これにより、回転軸に大きな回転力を伝達させることができる。

【0010】

前記複数のローターは、流体から運動エネルギーを受けたときに同一方向に回転する。

【0011】

この場合、複数のローターを逆回転させる場合に比べて、例えば、逆回転用の更なる機構を設ける必要がないために構造の簡素化を図ることができたり、複数のローターに同等の形状でかつ同等の大きさの構成（例えば、一般的な時計回りするローター）を採用したりすること等ができる。これにより、コストの低減を図るとともに、メンテナンス性を向上させることができる。

【0012】

前記複数のローターはそれぞれ、流体からの運動エネルギーを受けるブレードと、前記ブレードが固定されたハブと、を備え、前記一対のローターでは、互いの前記ブレード同士が、互いの前記ハブを前記回転軸線方向に挟んでいる。

【0013】

この場合、複数のローターがそれぞれ、ブレードおよびハブを備えている。したがって、この流体機械の全体では、ブレードの総数を確保しつつ、各ローターにおいては、ブレードの数を少なくすることができる。したがって、複数のローターそれぞれの回転力が、差動機構を介して発電主軸に伝達されることと相俟って、この流体機械に、高い起動性を具備させること（流体機械の全体で、ブレードの総数を確保することによる効果）ができる。さらに、ローターの高速回転時に、回転速度を高め易くすること（各ローターにおけるブレードの数を少なくすることによる効果）もできる。
また、一対のローターでは、互いのブレード同士が、互いのハブを回転軸線方向に挟んでいる。したがって、一対のローター間で、ブレードを回転軸線方向に大きく離間させることができる。これにより、例えば、ブレード同士の接触を抑制し易くすること等ができる。

【0014】

前記一対のローターのうちの一方に固定されて他方からは分離され、前記差動機構を覆うカバーを更に備えている。

【0015】

この場合、カバーが、一対のローターのうちの一方に固定されて他方からは分離されている。したがって、例えば、カバーとローターとの予期せぬ干渉を抑えつつ、カバーが差動機構を保護すること等ができる。

【0016】

本発明に係る発電装置は、前記流体機械と、前記回転軸の端部が連結された発電主軸を備える発電部と、を備えている。

【0017】

この場合、発電装置が前記流体機械を備えているので、高効率に発電することができる。

【0018】

前記発電部を、前記発電主軸の軸線に交差する方向に延びるヨー軸回りに回転自在に支持する支持部を更に備え、流体からの運動エネルギーを受けた前記流体機械が、流体の向きに応じて受動的に首ふり運動する。

【0019】

この場合、発電装置が、前記支持部を備えるいわゆるパッシブヨー型の構成なので、前記流体機械を採用し、いわゆるアクティブヨー型の構成に比べて、コストやメンテナンス性、耐久性の利点を確保することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、多様な発電装置に採用することができる流体機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る発電装置の側面図である。

【図2】図１に示す発電装置の要部を構成する流体機械の断面図である。

【図3】本発明の第１変形例に係る発電装置の側面図である。

【図4】本発明の第２変形例に係る発電装置の側面図である。

【図5】本発明の検証試験における電力の計測結果を示すグラフである。

【図6】本発明の検証試験における電流の計測結果を示すグラフである。

【図7】本発明の検証試験における電圧の計測結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る発電装置を説明する。
図１および図２に示すように、発電装置１０は、流体（気体や液体）の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。本実施形態では、発電装置１０は、いわゆる風力発電機であり、風（空気）の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。前記風力発電機としては、例えば、小型、中型、大型のいずれの構成にも採用することができる。

【0023】

発電装置１０は、支持部１１と、収容部１２と、発電部１３と、流体機械１４と、調整部１５と、を備えている。

【0024】

支持部１１は、風力発電機におけるタワー（支柱）であり、柱状に形成されて地表から起立している。支持部１１は、発電部１３をヨー軸Ｌ０回りに回転自在に支持する。ヨー軸Ｌ０は、後述する回転軸線Ｌ１に直交（交差）する方向に延びている。本実施形態では、ヨー軸Ｌ０が支持部１１の軸線上に位置しており、鉛直方向に延びている。
収容部１２は、風力発電機におけるナセル（ケーシング、ハウジング）である。収容部１２は、支持部１１に、ヨー軸Ｌ０回りに回転自在に支持されている。

【0025】

発電部１３は、収容部１２に収容されてヨー軸Ｌ０上に位置している。発電部１３が、収容部１２に収容されることにより、支持部１１が、収容部１２を介して発電部１３をヨー軸Ｌ０回りに回転自在に支持する。発電部１３は、発電主軸３１を備えている。発電部１３は、発電主軸３１を回転させる運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。本実施形態では、発電部１３が、発電機３２を備えていて、前記発電主軸３１は、発電機３２の一部となっている。なお発電部１３は、更に増速機を備えていてもよく、この場合、前記発電主軸３１が増速機の一部となっている構成を採用することができる。

【0026】

流体機械１４は、風の運動エネルギーを発電主軸３１の回転力に変換して発電主軸３１に伝達する。流体機械１４は、回転軸４１と、一対のローター４２と、差動機構４３と、カバー４４と、ノーズコーン４５と、を備えている。

【0027】

回転軸４１は、発電主軸３１に沿って延びている。本実施形態では、回転軸４１は、発電主軸３１と同軸に配置されている。以下では、発電主軸３１の軸線および回転軸４１の軸線が位置する共通軸を、回転軸線Ｌ１という。本実施形態では、回転軸線Ｌ１は、水平方向に延びている。
回転軸４１の端部は、発電主軸３１に連結されている。回転軸４１の端部には、発電主軸３１の端部が取り付けられる取付け部４６が設けられている。本実施形態では、取付け部４６は、発電主軸３１が螺合される雌ねじ部（凹部）である。

【0028】

なお流体機械１４は、風の運動エネルギーのうち、この流体機械１４に対して回転軸線Ｌ１方向に沿う成分を主に発電主軸３１に伝達する。以下では、このときの風上側（上流側）を前側といい、風下側（下流側）を後側という場合がある。この発電装置１０は、風からの運動エネルギーを受けた流体機械１４が、流体の向きに応じて受動的に首ふり運動するいわゆるパッシブヨー型である。またこの発電装置１０は、流体機械１４（ローター４２）がヨー軸Ｌ０に対して風上側に位置するアップウィンド型である。回転軸４１は、発電主軸３１に対して風上側に位置し、取付け部４６は、回転軸４１の風下側の端部に位置する。

【0029】

一対のローター４２は、回転軸線Ｌ１方向に間隔をあけて配置されている。各ローター４２は、回転軸４１に、回転軸４１の周方向（回転軸線Ｌ１回りに周回する方向）に回転自在に設けられている。回転軸４１と各ローター４２との間には、第１軸受４７が設けられている。第１軸受４７は、回転軸４１に対するローター４２の回転を許容する。

【0030】

一対のローター４２はそれぞれ、流体からの運動エネルギーを受けるブレード４８と、ブレード４８が固定されたハブ４９と、を備えている。
ハブ４９は、回転軸線Ｌ１と同軸に配置された環状に形成されている。ハブ４９内には回転軸４１が挿通されていて、回転軸４１とハブ４９との間に前記第１軸受４７が配置されている。ブレード４８は、回転軸４１の周方向に間隔をあけて複数配置されている。ブレード４８は、１つのローター４２に３つずつ設けられていて、流体機械１４の全体では６つ設けられている。なお、図１および後述する図３では、ブレード４８を簡略化して示している。

【0031】

一対のローター４２のうち、風上側（回転軸線Ｌ１方向の一方側）に位置する前段ローター４２ａ（第１ローター）では、ブレード４８が、ハブ４９に対して風上側に配置されている。一対のローター４２のうち、風下側（回転軸線Ｌ１方向の他方側）に位置する後段ローター４２ｂ（第２ローター）では、ブレード４８が、ハブ４９に対して風下側に配置されている。一対のローター４２では、互いのブレード４８同士が、互いのハブ４９を回転軸線Ｌ１方向に挟んでいる。

【0032】

一対のローター４２は、風から運動エネルギーを受けたときに同一方向に回転する。一対のローター４２は、この発電装置１０を風上側から見た正面視において、いずれも例えば時計回りに回転する構成を採用することができる。一対のローター４２は、各ローター４２のブレード４８の形状に基づいて、風から運動エネルギーを受けたときに同一方向に回転するように構成されている。なお図示の例では、一対のローター４２は、互いに同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。

【0033】

なお、風の運動エネルギーは、風下側に位置する後段ローター４２ｂよりも風上側に位置する前段ローター４２ａに多く作用し易い。そのため、前段ローター４２ａが後段ローター４２ｂよりも高速に回転し、一対のローター４２に回転速度（回転数）の差が生じ易い。

【0034】

差動機構４３は、一対のローター４２の間に配置され、一対のローター４２それぞれの回転力を集約して回転軸４１に伝達する。差動機構４３は、伝達軸５０と、一対の第１歯車５１と、一対の第２歯車５２と、を備えている。
伝達軸５０は、回転軸４１から、回転軸４１の径方向（回転軸線Ｌ１の径方向）に突出する。伝達軸５０は、回転軸４１において、回転軸線Ｌ１方向に沿って一対のローター４２の間に位置する部分に配置されている。本実施形態では、伝達軸５０が、回転軸４１を前記径方向に貫通している。

【0035】

一対の第１歯車５１および一対の第２歯車５２は、図示の例ではいずれも傘歯車であるが、動力を９０度変換することが可能な他の構造を採用することもできる。一対の第１歯車５１は、伝達軸５０の両端部に、伝達軸５０の周方向（伝達軸５０の軸線Ｌ２回りに周回する方向）に回転自在に設けられている。一対の第２歯車５２は、伝達軸５０を回転軸線Ｌ１方向に挟んで配置されて一対のローター４２それぞれに固定されている。一対の第２歯車５２は、一対の第１歯車５１それぞれに噛み合うことで一対のローター４２それぞれの回転力を伝達軸５０に伝達する。なお第２歯車５２は、ローター４２と別体に形成され、例えば、ローター４２に固着される等することによってローター４２に固定されてもよく、ローター４２と一体成型され、例えば、ローター４２に第２歯車５２が彫り込まれる等することによってローター４２に固定されてもよい。

【0036】

カバー４４は、一対のローター４２のうちの一方に固定されて他方からは分離され、差動機構４３を覆う。カバー４４は、回転軸線Ｌ１方向に延びる筒状に形成され、差動機構４３を、回転軸４１の径方向の外側から覆っている。カバー４４は、前段ローター４２ａに固定されて後段ローター４２ｂからは分離されている。カバー４４の風上側の端部は、前段ローター４２ａのブレード４８に風下側から突き当たり、前段ローター４２ａのハブ４９に前記径方向の外側から嵌合されている。カバー４４の風下側の端部は、後段ローター４２ｂのブレード４８から風上側に離間していて、後段ローター４２ｂのハブ４９から前記径方向に離間している。

【0037】

ノーズコーン４５は、回転軸４１を覆う。ノーズコーン４５は、回転軸４１を、回転軸線Ｌ１方向の風上側から覆う。ノーズコーン４５は、前段ローター４２ａに固定され、前段ローター４２ａから前方に向けて突となる円錐状に形成されている。

【0038】

調整部１５は、風から運動エネルギーを受けたときに、流体機械１４の向きが風の向きに対応するように発電部１３をヨー軸Ｌ０回りに回転させる。このとき調整部１５は、風が流れる方向に回転軸線Ｌ１が沿うように、かつ、流体機械１４がヨー軸Ｌ０よりも風上に位置するように、発電部１３を回動させる。調整部１５は、風からの運動エネルギーをヨー軸Ｌ０回りの回転エネルギーに変換する。調整部１５は、アップウィンド型の風力発電機における尾翼である。

【0039】

以上説明したように、本実施形態に係る流体機械１４によれば、流体機械１４が差動機構４３を備えている。したがって、一対のローター４２それぞれの回転力を、各ローター４２の回転速度（回転数）によらず、差動機構４３および回転軸４１を介して発電主軸３１に効率的に伝達することができる。このとき、共通した発電部１３の発電主軸３１に各ローター４２からの回転力を伝達することで、ローター４２、１つあたりに作用する発電主軸３１からの負荷（回転抵抗）を小さく抑えることができる。これにより、発電部１３による効率的な発電を実現することができる。

【0040】

なお、ローター４２が回転すると、ローター４２の回転力が、第２歯車５２、第１歯車５１および伝達軸５０を介して回転軸４１に伝達される。
ここで、例えば起動時など、一対のローター４２の回転速度（回転数）が同等である場合、第１歯車５１が回転することなく、伝達軸５０が回転軸４１に回転力を伝達する。したがって、ローター４２が一対ではなく１つのみである場合に比べて、回転軸４１に倍近くの大きさの回転力を伝達させることができる。これにより、ローター４２が受ける風の運動エネルギーが低いときにも、ローター４２を回転し始め易くし、この流体機械１４に高い起動性を具備させことができる。
一方、例えば、高速回転時など、一対のローター４２の回転速度（回転数）が異なっている場合、第１歯車５１が伝達軸５０の周方向に回転しながら、伝達軸５０が回転軸４１に回転力を伝達する。したがって、一対のローター４２が、互いに回転速度（回転数）に影響を及ぼし合うことを抑えることができる。つまり一対のローター４２を、各ローター４２が風から受けた運動エネルギーに応じた異なる回転速度（回転数）で、エネルギーロス少なく回転させることができる。これにより、回転軸４１に大きな回転力を伝達させることができる。

【0041】

また、差動機構４３が一対のローター４２の間に配置され、回転軸４１が発電主軸３１に沿って延び、回転軸４１の端部が発電主軸３１に連結される。したがって、例えば、風からの運動エネルギーを受けた流体機械１４が、風の向きに応じて受動的に首ふり運動するいわゆるパッシブヨー型の発電装置１０に、この流体機械１４を採用すること等ができる。さらに例えば、既存の発電装置１０における発電主軸３１に、流体機械１４の全体を後付けするいわゆるアタッチメントとして、この流体機械１４を採用すること等もできる。このように、この流体機械１４を多様な発電装置１０に採用することができる。

【0042】

また、一対のローター４２が、風から運動エネルギーを受けたときに同一方向に回転する。したがって、一対のローター４２を逆回転させる場合に比べて、例えば、逆回転用の更なる機構を設ける必要がないために構造の簡素化を図ることができたり、一対のローター４２に同等の形状でかつ同等の大きさの構成（例えば、一般的な時計回りするローター４２）を採用したりすること等ができる。これにより、コストの低減を図るとともに、メンテナンス性を向上させることができる。

【0043】

また、一対のローター４２がそれぞれ、ブレード４８およびハブ４９を備えている。したがって、この流体機械１４の全体では、ブレード４８の総数を確保しつつ、各ローター４２においては、ブレード４８の数を少なくすることができる。したがって、一対のローター４２それぞれの回転力が、差動機構４３を介して発電主軸３１に伝達されることと相俟って、この流体機械１４に、高い起動性を具備させること（流体機械１４の全体で、ブレード４８の総数を確保することによる効果）ができる。さらに、ローター４２の高速回転時に、回転速度を高め易くすること（各ローター４２におけるブレード４８の数を少なくすることによる効果）もできる。

【0044】

また、一対のローター４２では、互いのブレード４８同士が、互いのハブ４９を回転軸線Ｌ１方向に挟んでいる。したがって、一対のローター４２間で、ブレード４８を回転軸線Ｌ１方向に大きく離間させることができる。これにより、例えば、ブレード４８同士の接触を抑制し易くすること等ができる。

【0045】

また、カバー４４が、一対のローター４２のうちの一方に固定されて他方からは分離されている。したがって、例えば、カバー４４とローター４２との予期せぬ干渉を抑えつつ、カバー４４が差動機構４３を保護すること等ができる。

【0046】

また、本実施形態に係る発電装置１０によれば、前記流体機械１４を備えているので、高効率に発電することができる。
さらに、発電装置１０が、前記支持部１１を備えるいわゆるパッシブヨー型の構成なので、前記流体機械１４を採用し、いわゆるアクティブヨー型の構成に比べて、コストやメンテナンス性、耐久性の利点を確保することができる。

【0047】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0048】

例えば、ノーズコーン４５やカバー４４が無くてもよい。
前記実施形態では、前段ローター４２ａで、ブレード４８が、ハブ４９に対して風上側に配置され、後段ローター４２ｂで、ブレード４８が、ハブ４９に対して風下側に配置されているが、本発明はこれに限られない。
一対のローター４２が、流体から運動エネルギーを受けたときに逆方向に回転してもよい。
ローター４２を、３つ以上設け、回転軸線Ｌ１方向に隣り合う一対のローター４２の間に、差動機構４３を設けてもよい。

【0049】

伝達軸５０は、回転軸４１と一体に形成されていてもよく、回転軸４１と別部材で形成されていてもよい。
前記実施形態では、伝達軸５０が、回転軸４１を、回転軸４１の径方向に貫通しているが、本発明はこれに限られない。例えば、伝達軸５０を、回転軸４１の周方向に間隔をあけて複数設け、第１歯車５１を、複数の伝達軸５０それぞれに設けてもよい。
前記実施形態では、回転軸４１の端部に取付け部４６が設けられているが、本発明はこれに限られず、回転軸４１の端部が、発電主軸３１に連結された他の形態を適宜採用することができる。例えば、回転軸４１と発電主軸３１とが一体に形成されていてもよい。

【0050】

発電装置１０はアップウィンド型に限られず、図３に示すようなダウンウィンド型であってもよい。この発電装置１０Ａでは、流体機械１４が、ヨー軸Ｌ０に対して風下側に位置し、この流体機械１４が、前記調整部１５を兼ねている。つまり、ローター４２（ブレード４８）が風からの運動エネルギーを受けたときに、風からの運動エネルギーをヨー軸Ｌ０回りの回転エネルギーに変換し、流体機械１４の向きが風の向きに対応するように発電部１３をヨー軸Ｌ０回りに回転させる。
発電装置１０はパッシブヨー型に限られず、電力に基づいて流体機械１４の向きを制御する制御部を備えるいわゆるアクティブヨー型であってもよい。

【0051】

前記実施形態では、発電装置１０が風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するが、本発明はこれに限られない。例えば図４に示す発電装置１０Ｂのように、水流（液体）の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してもよい。

【0052】

次に、上記作用効果の検証試験を実施した。
検証試験では、実施例および比較例の２つの発電装置を準備した。実施例には、図１および図２に示す発電装置１０を採用した。比較例には、図１および図２に示す発電装置１０における流体機械１４に代えて、風の運動エネルギーを受けたときに発電主軸を回転させるローターと、を備える構成を採用した。実施例および比較例のいずれにおいても、ローターの直径は１．８ｍ、定格出力は６００Ｗとした。

【0053】

そして、実施例および比較例の発電装置を自動車上に設置し、この自動車を走行させてローターが受ける風速と、発電装置が発電する電力（電流、電圧）と、を計測した。
結果を表１および図５から図７に示す。表１および図５から図７それぞれにおいて、「Ｄｏｕｂｌｅ−ｒｏｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ」が実施例を示し、「Ｏｒｉｇｉｎａｌ」が比較例を示す。

【0054】

【表1】

【0055】

この結果から、実施例では、比較例に比べて、風速が低いときから発電されることが確認された。また同等の風速のときに、実施例では、比較例に比べて出力が高いことも確認された。

【符号の説明】

【0056】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 発電装置
１１ 支持部
１３ 発電部
１４ 流体機械
３１ 発電主軸
３２ 発電機
４１ 回転軸
４２ ローター
４３ 差動機構
４４ カバー
４８ ブレード
４９ ハブ
５０ 伝達軸
５１ 第１歯車
５２ 第２歯車
Ｌ０ ヨー軸
Ｌ１ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】