JP2006037898A - Vertical shaft type wind power generator - Google Patents
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Abstract
Description
本発明は、垂直軸型風力発電装置において、翼ブレードの制御に関するものである。 The present invention relates to control of blade blades in a vertical axis wind power generator.
従来、風力発電用の風車は、オランダ型風車に代表される、風に対して回転軸が水平になっている水平型風車と、風に対して回転軸が垂直になっている垂直軸型風車が知られている。 Conventionally, wind turbines for wind power generation are represented by a Dutch wind turbine, a horizontal wind turbine whose rotation axis is horizontal to the wind, and a vertical axis wind turbine whose rotation axis is perpendicular to the wind. It has been known.
このうち垂直軸型風車は、パドル型やサボニウス型などのようにブレードに発生する抗力で風車を回す抗力型と、ダリウス型やジャイロミル型などのようにブレードに発生する揚力で風車を回す揚力型が知られている。すなわち、前者は、風上に向かう翼ブレードの抵抗を小さくして、抗力差によって風車を回転させるのに対し、後者は翼ブレードに発生する揚力によって風車を回転させるようになっている(例えば特開昭54−153944号公報)。
ところが垂直軸抗力型風車においては、周速比(翼ブレードの翼端速度/風速)が1となると、風車をそれ以上に回すモーメントが発生せず、風速が上がっても、周速比1以上の回転数を得ることが出来ず、発電効率が悪いという問題があった。垂直軸揚力型風車では、周速比が1以下では、風車の空力特性が悪くなり、風車を回すモーメントが小さくなる。また起動モーメントが小さく、停止状態からの起動が非常に困難となる欠点があった。 However, in a vertical axis drag type wind turbine, when the circumferential speed ratio (blade blade tip speed / wind speed) is 1, no moment is generated to rotate the wind turbine beyond that, and even if the wind speed increases, the circumferential speed ratio is 1 or more. The number of rotations could not be obtained and power generation efficiency was poor. In a vertical axis lift type windmill, when the peripheral speed ratio is 1 or less, the aerodynamic characteristics of the windmill deteriorate and the moment for turning the windmill decreases. In addition, the starting moment is small, and starting from a stopped state is very difficult.
そこで、翼ブレードの形状、構成等を改良して発電効率を高めるものとして、例えば公開番号 特開2001−65446などがある。この発明は垂直軸揚力型風車であり、翼ブレードを、一組の複数の翼ブレードで構成し、風車を回すモーメントの増加をはかっている。 In order to improve the power generation efficiency by improving the shape and configuration of the blade blade, for example, there is a publication number JP-A-2001-65446. The present invention is a vertical axis lift type windmill, and a blade blade is constituted by a set of a plurality of blade blades to increase the moment of turning the windmill.
ところがこの風車では、翼群を複数の翼ブレードで構成するため、部品点数が増加しコスト高になるという問題点があり、水平軸風車のように常に翼ブレードの前縁部が風上方向に向く事は出来ず、効率的にも、水平軸揚力型風車に至っていない。 However, in this wind turbine, since the blade group is composed of a plurality of blade blades, there is a problem that the number of parts increases and the cost is high, and the leading edge of the blade blade is always in the windward direction like a horizontal axis wind turbine. It cannot be turned, and it has not reached the horizontal axis lift type windmill efficiently.
以上のような課題を解決するため、翼ブレードの角度制御を行い、翼ブレードに発生する揚力を、風車を回すモーメントに作用させ、風車を効率よく回転させ、発電効率の高い風力発電用の風車を提供することにある。 In order to solve the above-mentioned problems, the angle of the blade blade is controlled, the lift generated in the blade blade is applied to the moment of turning the windmill, the windmill is rotated efficiently, and the wind turbine for wind power generation has high power generation efficiency. Is to provide.
本発明の上記目的は、垂直回転軸に直交する面内に、前記回転軸を中心として一定角ごとに複数の翼ブレードが、設けられた風力発電用の風車において、翼ブレードの前縁部が常に風上側に向く機構を有することにより、達成される。 The object of the present invention is to provide a wind turbine for wind power generation in which a plurality of blade blades are provided at fixed angles around the rotation shaft in a plane perpendicular to the vertical rotation shaft. This is achieved by having a mechanism that always faces the windward side.
本発明の上記目的は、翼ブレードの風速流に対する取付角を変更できる機構を有することにより、達成できる。 The above object of the present invention can be achieved by having a mechanism capable of changing the mounting angle of the blade blade with respect to the wind speed flow.
本発明によれば、翼ブレードに単一な直線翼を使用するため、翼ブレードの製作費が、プロペラ型翼ブレードより安価に製作できる。
本発明によれば、プロペラ型のように風を切らないので、運転騒音の少ない風力発電機を、実現できる。
According to the present invention, since a single straight blade is used as the blade blade, the blade blade can be manufactured at a lower cost than the propeller blade.
According to the present invention, since the wind is not cut as in the case of the propeller type, a wind power generator with less operation noise can be realized.
本発明によれば、回転軸の回転数、又は風速等により翼ブレードの取付角を制御することが可能であり、低風速流から起動性のよい、高効率な風力発電機を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to control the attachment angle | corner of a blade blade by the rotation speed of a rotating shaft, or a wind speed, etc., and it can implement | achieve a highly efficient wind generator with good startability from low wind speed flow.
垂直回転軸に直交する面内で、前記垂直回転軸を回転中心として一定角度ごとに、複数の翼長方向に回転軸を有した翼ブレードを前記垂直回転軸と平行に、回転可能な状態で複数配置されたことを特徴とする、垂直軸風力発電用風車とした。 In a plane perpendicular to the vertical rotation axis, a blade blade having a plurality of rotation axes in the blade length direction can be rotated in parallel with the vertical rotation axis at a predetermined angle with the vertical rotation axis as a rotation center. A wind turbine for vertical axis wind power generation characterized in that a plurality of wind turbines are arranged.
図1は、本発明の基本的な構成図である。図1において、翼支持体1、2は、同一半径とし、翼ブレード支持体回転軸6に直交な面で固定され、外周部に前記回転軸6と平行に、等角度間隔で翼ブレード12を配置する。翼ブレード12は翼ブレード回転軸7を有しており、翼支持体1,2に回転可能な状態で支持されている。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention. In FIG. 1, the blade supports 1 and 2 have the same radius, are fixed on a plane orthogonal to the blade blade support rotating
翼制御機構支持体3は、翼同期機構回転軸5に回転可能な状態で取り付け、翼同期機構回転軸5をオフセット支持体18に固定する。翼ブレード支持体回転軸6を、オフセット距離Aで、翼同期機構回転軸5と平行に、オフセット支持体18に回転可能な状態で取り付ける
The blade
翼同期機構回転軸5他端を図1の様に、風車回転体19に固定する。風車回転体19は風車回転軸8に固定され、また適当な位置に風向舵13を取り付ける。
The other end of the blade synchronization
前記オフセット距離Aは、翼ブレード回転軸7と翼ブレード支持体回転軸6の距離B、翼制御機構軸9と、翼同期機構回転軸5の距離Cと、どちらか短い方で、制御ロッド10,などが、オフセット支持体18など、他の機構に干渉しない距離とする。
The offset distance A is the distance B between the blade
翼制御機構支持体3と翼ブレード支持体回転軸6は同期機構4にて、同一回転数、同一方向に、同期回転させる。前記同期機構4は、同期位置変更機構を有している。
The blade control mechanism support 3 and the blade blade support rotating
図2、図3は、翼制御機構の説明図である。翼ブレード回転軸7の端部に制御スリーブ11を翼ブレード12の翼幅と平行に固定する。
2 and 3 are explanatory views of the blade control mechanism. A control sleeve 11 is fixed to the end of the blade
翼制御支持体3の外周部に翼支持体1と同じ等角度間隔で、翼ブレード回転軸7と平行に翼制御機構軸9を回転可能な状態で、翼支持体1に取り付けられた翼ブレード回転軸7に、相対する位置より角度α(図2参照)ずらした位置で取り付ける。翼制御機構軸9に制御ロッド10を、翼制御機構軸9と直交方向に固定する。
A blade blade attached to the
制御スリーブ11に、制御ロッド10を遊動可能な状態で挿入する。
The
同期位置変更機構を作動させ、翼支持体1,2と翼翼制御機構支持体3の相対位置(角度α)を変化させることで、翼の取付角が変化する。 By operating the synchronous position changing mechanism and changing the relative position (angle α) of the blade supports 1, 2 and the blade blade control mechanism support 3, the blade mounting angle changes.
図4、図5は、前記制御スリーブ11,制御ロッド10を、翼ブレード制御リンク210、制御リンク211,接続回転ピン212に変更した実施例で、翼ブレード制御リンク210に固定する翼ブレード12の取付角βは、90度+α以上180度以下の適当な角度とする。
4 and 5 show an embodiment in which the control sleeve 11 and the
図6、図7は、本発明装置において、同期機構4および同期位置変更機構の、実施例であって、翼ブレード支持体回転軸6に同期歯車101を固定取り付け、翼制御機構支持体3に同期歯車102を固定取り付ける。同期歯車101と同期歯車102を無端帯同期チェーン103で連結し、同一回転数、同一回転方向に、同期回転させる。
6 and 7 show an embodiment of the
無端帯同期チェーン103に、同期位置制御歯車104、たるみ防止テンショナー105を配置する。風速の速さににより同期位置変更駆動体20を作動させ、同期位置制御歯車104の位置を変更し、同期歯車101と同期歯車102の相対位置を変化させ、翼ブレード12の角度を変化させる。
A synchronization
図8、図9は、請求項4の実施例で、複数の支持体回転軸を持ち、無端帯チェーンを用いた、実施例である。無端帯チェーンA 51、無端帯チェーンB 52は同一周長とし、同一周速で同一方向に同期回転させる。各無端帯チェーンには、翼ブレード回転軸7、翼制御機構軸9を支持する、アタッチメント55を必要数取り付ける。
FIG. 8 and FIG. 9 show an embodiment of
無端帯チェーンB 52に配置されたアタッチメント55に、翼ブレード回転軸7を回転できる状態で支持し、翼ブレード回転軸7の端部に制御スリーブ11を、翼ブレード12の翼幅と平行に固定する。
A blade
無端帯チェーンA 51に配置されたアタッチメント55に、翼制御機構軸9を、回転できる状態で、前記翼ブレード回転軸7と相対する位置より、角度α(図8参照)ずらした位置で取り付ける。翼制御機構軸9に制御ロッド10を、翼制御機構軸9と直交方向に固定する。制御スリーブ11に、制御ロッド10を遊動可能な状態で挿入する。
The blade
同期機構、同期位置変更機構、オフセット距離Aなどは、実施例1と同様になる。
図10は、翼制御機構を二段階に配置した、実施例。
The synchronization mechanism, the synchronization position changing mechanism, the offset distance A, and the like are the same as in the first embodiment.
FIG. 10 shows an embodiment in which the blade control mechanism is arranged in two stages.
垂直軸風車は、一般に効率が低いため、モニュメント的に導入されているが、本発明垂直軸風車は、水平軸風車より高効率な風力発電風車が期待でき、本格的垂直軸発電風車として導入が期待される。 Vertical axis wind turbines are generally introduced as monuments because of their low efficiency, but the vertical axis wind turbines of the present invention can be expected to be more efficient than horizontal axis wind turbines, and they can be introduced as full-scale vertical axis wind turbines. Be expected.
1 翼支持体1
2 翼支持体2
3 翼制御機構支持体
4 同期機構および同期位置変更機構
5、5A、5B 翼同期機構回転軸
6、6A、6B 翼ブレード支持体回転軸
7 翼ブレード回転軸
8 風車回転軸
9 翼制御機構軸
10 制御ロッド
11 制御スリーブ
12 翼ブレード
13 風向舵
14 発電機
15 出力歯車
16 ベアリングまたは回転ブッシュ
17 固定台
18 オフセット支持体
19 風車回転体
20 同期位置変更駆動体
21 同期位置変更軸
31 制御ラック
32 制御歯車
33 チェーンテンショナー
34 スライド軸
41 ヒンジ
42 制御リンクロッドA
51 無端帯チェーンA
52 無端帯チェーンB
53A、53B スプロケット
54A、54B スプロケット
55 アタッチメント
60 風車全体支持体
61A、61B スプロッケト支持体
101 同期歯車101
102 同期歯車102
103 無端帯同期チェーン
104 同期位置変更歯車
105 同期位置変更装置
210 翼ブレード制御リンク
211 制御リンク
212 接続回転ピン
α 翼支持体と翼制御機構支持体との位相角
β 翼制御リンク210に取付ける翼ブレード12の取付角
1
2
3 Blade
5, 5A, 5B Blade synchronization
51 Endless belt chain A
52 Endless belt chain B
53A,
101
102
103 endless belt
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004221512A JP2006037898A (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Vertical shaft type wind power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004221512A JP2006037898A (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Vertical shaft type wind power generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006037898A true JP2006037898A (en) | 2006-02-09 |
Family
ID=35903138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004221512A Pending JP2006037898A (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Vertical shaft type wind power generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006037898A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA017409B1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-28 | Виктор Дьёрди | Wind turbine with vertical axis and wind power plant |
JP2019517633A (en) * | 2016-09-16 | 2019-06-24 | アデヴェ テックAdv Tech | Fluid rotor with steerable vanes with improved vane control |
-
2004
- 2004-07-29 JP JP2004221512A patent/JP2006037898A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EA017409B1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-28 | Виктор Дьёрди | Wind turbine with vertical axis and wind power plant |
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