JP2001073923A - 環状風力タービン - Google Patents
環状風力タービンInfo
- Publication number
- JP2001073923A JP2001073923A JP28718299A JP28718299A JP2001073923A JP 2001073923 A JP2001073923 A JP 2001073923A JP 28718299 A JP28718299 A JP 28718299A JP 28718299 A JP28718299 A JP 28718299A JP 2001073923 A JP2001073923 A JP 2001073923A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- wind
- wind turbine
- hub
- side end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 安全静粛で、効率的に風力エネルギーを利用
する。 【解決手段】 帯状の羽根１を前側ハブ２及び後側ハブ
３に固着する際、後側の羽根部分を前側の羽根部分より
も回転方向に前進させて、干渉を防止する。
する。 【解決手段】 帯状の羽根１を前側ハブ２及び後側ハブ
３に固着する際、後側の羽根部分を前側の羽根部分より
も回転方向に前進させて、干渉を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は風力発電用などの風力
エネルギー変換のための風力タービンとして利用され
る。特に、これまでのように均一流の風が要求されるこ
ともなく、傾斜した場所、生活圏、ビルの上などの乱れ
た風の流れの中で安全に効率よく作動するという新しい
形の風力タービンを提供する。
エネルギー変換のための風力タービンとして利用され
る。特に、これまでのように均一流の風が要求されるこ
ともなく、傾斜した場所、生活圏、ビルの上などの乱れ
た風の流れの中で安全に効率よく作動するという新しい
形の風力タービンを提供する。
【０００２】
【従来の技術】これまでの風車は通常のプロペラ型が主
で強風時の風車の振動やチップボルテックスに起因する
振動や騒音の発生があった。プロペラのナイフ形状が鳥
獣保護問題、避雷問題、高速回転時の危険イメージなど
から人里離れた場所でしか安全に利用することができな
かった。本発明によく似たものとしては垂直軸ダリウス
型のものが知られているが下側軸受の支持重量が大きく
なること、小型用に適さないこと、回転数が高い、起動
トルクが小さいなどの欠点があった。
で強風時の風車の振動やチップボルテックスに起因する
振動や騒音の発生があった。プロペラのナイフ形状が鳥
獣保護問題、避雷問題、高速回転時の危険イメージなど
から人里離れた場所でしか安全に利用することができな
かった。本発明によく似たものとしては垂直軸ダリウス
型のものが知られているが下側軸受の支持重量が大きく
なること、小型用に適さないこと、回転数が高い、起動
トルクが小さいなどの欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題点】これまで地球上のあ
らゆる場所で風力発電に適した場所が選定され風力資源
開発が進められている。しかしながら、風力発電に適し
た場所は均一で強い風が常時吹く北欧や人が住まない山
岳地帯という非常に限られた地域がほとんどで発電規模
を大きくし電力網を経由して需要地に供給されている。
今後さらに、風力エネルギーの利用を促進するために
は、需要地に近い、居住区域など風の流れが乱れた地域
でも、安全で有効に風力エネルギーを捕獲することがで
きる風力タービンが必要になる。これまでの風車はプロ
ペラ型で風力発電用として高速回転する必要があり、騒
音問題や強風時の揺動、鳥問題など需要地に近い生活圏
などでは風車設置後に住民からクレームがでるケースが
多かった。
らゆる場所で風力発電に適した場所が選定され風力資源
開発が進められている。しかしながら、風力発電に適し
た場所は均一で強い風が常時吹く北欧や人が住まない山
岳地帯という非常に限られた地域がほとんどで発電規模
を大きくし電力網を経由して需要地に供給されている。
今後さらに、風力エネルギーの利用を促進するために
は、需要地に近い、居住区域など風の流れが乱れた地域
でも、安全で有効に風力エネルギーを捕獲することがで
きる風力タービンが必要になる。これまでの風車はプロ
ペラ型で風力発電用として高速回転する必要があり、騒
音問題や強風時の揺動、鳥問題など需要地に近い生活圏
などでは風車設置後に住民からクレームがでるケースが
多かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】翼数を２から８の水平軸
型風力タービンとし、帯状風力タービン１の前側端を前
側ハブ２に固定し、後側端を後側ハブ３に固定したもの
で、タービン１の後側部分を前側部分よりやや回転方向
に先行傾斜した形としたり、前側部分を後側部分に対し
て十分細くすることで前側部分の後流影響を受けにくい
形とする。このタービン１の回転直径をタービン１の前
側端翼断面中心と後側端翼断面中心との回転軸方向距離
の１．３倍以上として風力タービンを構成する。
型風力タービンとし、帯状風力タービン１の前側端を前
側ハブ２に固定し、後側端を後側ハブ３に固定したもの
で、タービン１の後側部分を前側部分よりやや回転方向
に先行傾斜した形としたり、前側部分を後側部分に対し
て十分細くすることで前側部分の後流影響を受けにくい
形とする。このタービン１の回転直径をタービン１の前
側端翼断面中心と後側端翼断面中心との回転軸方向距離
の１．３倍以上として風力タービンを構成する。
【０００５】
【作用】帯状タービン１は前側ハブ２から最大半径位置
部におよぶ前側タービン部、最大半径位置部から後側ハ
ブ３におよぶ後側タービン部とこれらをつなぐ最大半径
位置付近に分けられる。前側タービン部は通常後側に傾
斜しながら最大半径位置付近に連続し、後側タービン部
は逆に前側に傾斜している。後側タービン部は前側ター
ビン部に対して回転方向に先行させたり、前側部分を後
側部分に対して十分細い形とすることで前側部分の後流
影響を受けにくい。低速時ではこれらのタービン部がそ
れぞれ独立した前後２枚のタービンとして働くことにな
る。後側タービン部が回転方向に先行するタイプのもの
では、高速回転時に前側タービン部の後流影響が後続す
る次の後側タービン部に及ぶため失速状態に陥り、ブレ
ーキの役目を果たす。すなわち、低速回転域では翼数の
２倍の翼数と同等の働きで高いトルクを生み出し、高速
回転域では翼の撓みをほとんど伴うことなく失速によっ
て出力を制限できるため静かな運転が継続される。
部におよぶ前側タービン部、最大半径位置部から後側ハ
ブ３におよぶ後側タービン部とこれらをつなぐ最大半径
位置付近に分けられる。前側タービン部は通常後側に傾
斜しながら最大半径位置付近に連続し、後側タービン部
は逆に前側に傾斜している。後側タービン部は前側ター
ビン部に対して回転方向に先行させたり、前側部分を後
側部分に対して十分細い形とすることで前側部分の後流
影響を受けにくい。低速時ではこれらのタービン部がそ
れぞれ独立した前後２枚のタービンとして働くことにな
る。後側タービン部が回転方向に先行するタイプのもの
では、高速回転時に前側タービン部の後流影響が後続す
る次の後側タービン部に及ぶため失速状態に陥り、ブレ
ーキの役目を果たす。すなわち、低速回転域では翼数の
２倍の翼数と同等の働きで高いトルクを生み出し、高速
回転域では翼の撓みをほとんど伴うことなく失速によっ
て出力を制限できるため静かな運転が継続される。
【０００６】最大半径位置付近では正面方向の流れに対
してエネルギーを捕獲できない。言い換えればチップア
ンロード状態になりチップボルテックスの発生を抑える
ことができる。これによって、騒音の発生を抑制し、タ
ービン振動を抑制することができ、静かな運転が継続さ
れる。
してエネルギーを捕獲できない。言い換えればチップア
ンロード状態になりチップボルテックスの発生を抑える
ことができる。これによって、騒音の発生を抑制し、タ
ービン振動を抑制することができ、静かな運転が継続さ
れる。
【０００７】斜め方向からタービンに流入する風の流れ
に対して、前側タービン部の後側傾斜と後側タービン部
の前側傾斜の効果によって翼全体がトータル的に働き効
率よく風力エネルギーを捕獲することができる。また最
大半径位置付近は斜めまたは横方向からの風に対してダ
リウス型風車の理論と同じく回転力を生み出す働きを持
つ。
に対して、前側タービン部の後側傾斜と後側タービン部
の前側傾斜の効果によって翼全体がトータル的に働き効
率よく風力エネルギーを捕獲することができる。また最
大半径位置付近は斜めまたは横方向からの風に対してダ
リウス型風車の理論と同じく回転力を生み出す働きを持
つ。
【０００８】帯状タービン１の両端を固定することでル
ート部に働く応力を小さくすることができ、翼の軽量化
に寄与する。また、運転中の負荷変動に対するタービン
の撓みが少ないため風車全体の振動や揺動が小さく静か
な運転が継続される。
ート部に働く応力を小さくすることができ、翼の軽量化
に寄与する。また、運転中の負荷変動に対するタービン
の撓みが少ないため風車全体の振動や揺動が小さく静か
な運転が継続される。
【０００９】タービンが環状になることで、従来のナイ
フエッジのような危険イメージがなく、安全なイメージ
を持つことができ、避雷確率も低下する。また、最大半
径位置付近がなめらかであり、この部分を抑えて制止さ
せたり、環状部を引っかけて係留することができ、台風
などの非常時にも安全に強制停止することができる。
フエッジのような危険イメージがなく、安全なイメージ
を持つことができ、避雷確率も低下する。また、最大半
径位置付近がなめらかであり、この部分を抑えて制止さ
せたり、環状部を引っかけて係留することができ、台風
などの非常時にも安全に強制停止することができる。
【００１０】
【発明の実施例】図１に３翼の水平軸型風力発電用ター
ビンの例を示す。前側ハブ２の前側と後側ハブ３の後側
にそれぞれ前側軸受４と後側軸受５を配置し、軸１１を
貫通させている。後側軸受５の後には発電機１２が連結
されている。前側軸受４と後側軸受５はそれぞれ前側ス
テー６と後側ステー７でナセル８に連結されている。後
側ステー７の後側には尾翼１０がつけられている。ナセ
ル８とタービン１のすき間にはストッパー１３がつけら
れている。ナセル８は支柱９上部に旋回できるように取
り付けられている。風向が例えば左右に４５度程度しか
変化しない地域では、このナセル部分の旋回装置が不要
になる。この例ではタービン１の中心に支柱９の中心を
配置し、タービン１が風の方向に向くための旋回力も最
小になるように考慮されている。タービン１の回転体を
前後の距離をおいた位置で支持しているためタービン周
辺の曲げモーメントを小さな支持力で支えられる。この
ことは回転軸の軸径を小さくできることにつながり、軸
受やシール装置の抵抗を小さくすることができ起動トル
ク低減につながる。また、旋回力が小さくてすむことか
ら、強風時のタービン１の回転に伴うジャイロモーメン
トと尾翼１０に働く偏向モーメントの相互干渉力も小さ
くなり、タービン全体の振動も小さく抑えられ、支柱９
上部に働く揺動力も小さくなり、静かな運転が継続され
る。
ビンの例を示す。前側ハブ２の前側と後側ハブ３の後側
にそれぞれ前側軸受４と後側軸受５を配置し、軸１１を
貫通させている。後側軸受５の後には発電機１２が連結
されている。前側軸受４と後側軸受５はそれぞれ前側ス
テー６と後側ステー７でナセル８に連結されている。後
側ステー７の後側には尾翼１０がつけられている。ナセ
ル８とタービン１のすき間にはストッパー１３がつけら
れている。ナセル８は支柱９上部に旋回できるように取
り付けられている。風向が例えば左右に４５度程度しか
変化しない地域では、このナセル部分の旋回装置が不要
になる。この例ではタービン１の中心に支柱９の中心を
配置し、タービン１が風の方向に向くための旋回力も最
小になるように考慮されている。タービン１の回転体を
前後の距離をおいた位置で支持しているためタービン周
辺の曲げモーメントを小さな支持力で支えられる。この
ことは回転軸の軸径を小さくできることにつながり、軸
受やシール装置の抵抗を小さくすることができ起動トル
ク低減につながる。また、旋回力が小さくてすむことか
ら、強風時のタービン１の回転に伴うジャイロモーメン
トと尾翼１０に働く偏向モーメントの相互干渉力も小さ
くなり、タービン全体の振動も小さく抑えられ、支柱９
上部に働く揺動力も小さくなり、静かな運転が継続され
る。
【００１１】また、隣接するタービンの中央付近を回転
円周に添って棒状または板状の材料で連結することによ
り、タービンの撓みをさらに抑制することができ、より
確実な鳥問題対策ともなる。
円周に添って棒状または板状の材料で連結することによ
り、タービンの撓みをさらに抑制することができ、より
確実な鳥問題対策ともなる。
【００１２】
【発明の効果】この新しい風力タービン技術が提供され
ることにより、発電用など動力用の風力タービンが生活
圏など未開発の複雑な流れを伴う風の地域にも、安全で
効果的に設置することができる。また、身近なところで
風力資源を安全に利用できる意義は自然エネルギー利用
の意識向上効果も大きい。
ることにより、発電用など動力用の風力タービンが生活
圏など未開発の複雑な流れを伴う風の地域にも、安全で
効果的に設置することができる。また、身近なところで
風力資源を安全に利用できる意義は自然エネルギー利用
の意識向上効果も大きい。
【図１】本発明の斜視説明図
１はタービン ２は前側ハブ ３は後側ハブ ４は前側軸受 ５は後側軸受 ６は前側ステー ７は後側ステー ８はナセル ９は支柱 １０は尾翼 １１は軸 １２は発電機 １３はストッパー
Claims (1)
- 【請求項１】翼数が２から８の水平軸型風力タービンに
おいて、帯状風力タービン１を持ち、そのタービン１の
前側端を前側ハブ２に固定し、後側端を後側ハブ３に固
定するもので、タービン１の回転直径がタービン１の前
側端翼断面中心と後側端翼断面中心との回転軸方向距離
の１．３倍以上となる風力タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28718299A JP2001073923A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 環状風力タービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28718299A JP2001073923A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 環状風力タービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073923A true JP2001073923A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17714150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28718299A Pending JP2001073923A (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | 環状風力タービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001073923A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002059464A1 (fr) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Y & Y Co., Ltd. | Machine a fluide |
| KR20020080633A (ko) * | 2001-04-16 | 2002-10-26 | 원인호 | 인호식 원구형 풍력회전장치 |
| KR20020082327A (ko) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | 원인호 | 인호식 양축심 수풍회전장치 |
| KR20020083305A (ko) * | 2001-04-26 | 2002-11-02 | 원인호 | 인호식 풍력에 의한 고회전 구동장치 |
| KR20020083545A (ko) * | 2001-04-26 | 2002-11-04 | 원인호 | 수평식 수풍 강회전 장치 |
| WO2009147757A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | 株式会社京三製作所 | 風力発電装置 |
| KR101088175B1 (ko) | 2010-04-27 | 2011-12-02 | (주)미래테크 | 풍력발전장치 |
| KR101396549B1 (ko) * | 2013-02-04 | 2014-05-20 | 부산대학교 산학협력단 | 풍력발전기용 회전력 생성장치 |
-
1999
- 1999-09-01 JP JP28718299A patent/JP2001073923A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002059464A1 (fr) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Y & Y Co., Ltd. | Machine a fluide |
| US7018167B2 (en) | 2001-01-26 | 2006-03-28 | Y & Y Co., Ltd. | Fluid machinery |
| KR20020080633A (ko) * | 2001-04-16 | 2002-10-26 | 원인호 | 인호식 원구형 풍력회전장치 |
| KR20020082327A (ko) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | 원인호 | 인호식 양축심 수풍회전장치 |
| KR20020083305A (ko) * | 2001-04-26 | 2002-11-02 | 원인호 | 인호식 풍력에 의한 고회전 구동장치 |
| KR20020083545A (ko) * | 2001-04-26 | 2002-11-04 | 원인호 | 수평식 수풍 강회전 장치 |
| WO2009147757A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | 株式会社京三製作所 | 風力発電装置 |
| JP2009293534A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Meiji Univ | 風力発電装置 |
| KR101088175B1 (ko) | 2010-04-27 | 2011-12-02 | (주)미래테크 | 풍력발전장치 |
| KR101396549B1 (ko) * | 2013-02-04 | 2014-05-20 | 부산대학교 산학협력단 | 풍력발전기용 회전력 생성장치 |
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