JP2007046539A - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007046539A JP2007046539A JP2005231795A JP2005231795A JP2007046539A JP 2007046539 A JP2007046539 A JP 2007046539A JP 2005231795 A JP2005231795 A JP 2005231795A JP 2005231795 A JP2005231795 A JP 2005231795A JP 2007046539 A JP2007046539 A JP 2007046539A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind
- main
- wind power
- power generator
- radial direction
- 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
Images
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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Abstract
【課題】 風力エネルギーを有効利用し、発電効率を向上させることができる風力発電装置を提供することである。
【解決手段】 本発明に係る風力発電装置500においては、主柱200が1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導される風の流れF2が形成されるので、風量が増加し、風速も増加し、風力エネルギーが増加するので、発電効率を高めることができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明に係る風力発電装置500においては、主柱200が1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導される風の流れF2が形成されるので、風量が増加し、風速も増加し、風力エネルギーが増加するので、発電効率を高めることができる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、風力エネルギーを運動エネルギーに変換するとともに、運動エネルギーを用いて発電を行なう風力発電装置に関する。
従来、発電装置については、様々な発電装置が研究開発されている。例えば、特許文献1には、微風時の回転力を向上させるため回転軸の小径化と強風時の破損、風圧、振動、屈曲方向負荷等を充分吸できる風力発電装置について開示されている。
特許文献1記載の風力発電装置によれば、全体の形を球状ドームにし、そのドーム全体を支持する外ドームと、風受け翼を回転する内ドームの2重とし、回転する内ドームの回転軸の直径を細く加工し、軸受ダブルラジアルベアリングを設けるとともに、遠心力による回転力の抑止制御を図り、微風による回転軸の回転性能を大幅にアップしている。また強風時の風圧、振動、に対しても充分対処し得る構造とすることにより、全体の支持主柱には太陽光モジュールを設置し、無風時にも、この太陽光発電と風力発電の出力を集合して、電力を得るようにしている。
特開2003−227454号公報
このように回転軸の小径化等を行なうことにより微風時であっても風力エネルギーによる発電を実現しようとしている。
しかしながら、風車自体の回転軸の小径化を行なうことは、風車自体の強度を低下させることとなり、耐久性等において問題が生じる。
本発明の目的は、風力エネルギーを有効利用し、発電効率を向上させることができる風力発電装置を提供することである。
(1)
第1の実施の形態に係る風力発電装置は、自然界に存在する風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換するとともに、回転運動エネルギーを用いて発電を行なう風力発電装置であって、略垂直に設けられた垂直軸と、垂直軸周りに回転可能に支持された1または複数の翼形の羽根と、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲に配置され、かつ垂直軸を支持するように配設された3本以上の主柱を有する櫓部材とを含み、櫓部材は、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導される風の流れを形成するように各主柱が形成されているものである。
第1の実施の形態に係る風力発電装置は、自然界に存在する風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換するとともに、回転運動エネルギーを用いて発電を行なう風力発電装置であって、略垂直に設けられた垂直軸と、垂直軸周りに回転可能に支持された1または複数の翼形の羽根と、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲に配置され、かつ垂直軸を支持するように配設された3本以上の主柱を有する櫓部材とを含み、櫓部材は、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導される風の流れを形成するように各主柱が形成されているものである。
第1の実施の形態に係る風力発電装置においては、3本以上の主柱を有する櫓部材により垂直軸が支持され、1または複数の翼形の羽根が垂直軸周りに回転可能に配置される。
この場合、櫓部材は、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該領域に向かって風が誘導されるので、風の流量を増加させることができ、1または複数の翼形の羽根に流れる風の速度を周囲の速度よりも向上させることができる。その結果、風力エネルギーは、風速の3乗に比例して増加するため、風力エネルギーを有効に利用することができる。その結果、同じ風量であっても、風力エネルギーを増加させることができるので、発電効率を向上させることができる。また、新たに設置する部材を必要としないため、従来の設置スペースを利用でき、かつ新たな部材を必要としないため、低コストで実現することができる。
(2)
3本以上の主柱は、垂直軸に対して放射方向に沿って延びるように形成されてもよい。
3本以上の主柱は、垂直軸に対して放射方向に沿って延びるように形成されてもよい。
この場合、櫓部材は、1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該領域に向かって風が誘導されるので、風の流量を増加させることができ、1または複数の翼形の羽根に流れる風の速度を周囲の速度よりも向上させることができる。すなわち、放射状に沿って3本の主柱を設けているので、回転領域に対して周囲から流れ込む風力エネルギーを低減させることなく、効率よく多くの電力を発電することができるので、発電効率を向上させることができる。
(3)
主柱は、断面が略H形からなるH形鋼からなり、H形鋼のフランジ部における両側面が放射方向に沿って設けられてもよい。
主柱は、断面が略H形からなるH形鋼からなり、H形鋼のフランジ部における両側面が放射方向に沿って設けられてもよい。
この場合、H形鋼のフランジ部における両側面が放射方向に沿って設けられるので、1または複数の翼形の羽根に対して周囲から流れ込む風量を増加させ、風速を向上させることにより風力エネルギーを増加させることができる。
(4)
主柱は、断面が略矩形状からなる角形鋼からなり、角形鋼の対向する一対の面が放射方向に沿って設けられてもよい。
主柱は、断面が略矩形状からなる角形鋼からなり、角形鋼の対向する一対の面が放射方向に沿って設けられてもよい。
この場合、角形鋼の対向する一対の面が放射方向に沿って設けられるので、1または複数の翼形の羽根に対して周囲から流れ込む風量を増加させ、風速を向上させることにより風力エネルギーを増加させることができる。
(5)
主柱は、断面が流線形からなる鋼からなり、流線形を有する面が放射方向に沿って設けられてもよい。
主柱は、断面が流線形からなる鋼からなり、流線形を有する面が放射方向に沿って設けられてもよい。
この場合、流線形を有する面が放射方向に沿って設けられるので、1または複数の翼形の羽根に対して周囲から流れ込む風量を増加させ、風速を向上させることにより風力エネルギーを増加させることができる。
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。まず、本発明に係る風力発電装置の一例として、風力発電装置500に本発明を適用した場合について説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、風力発電装置500の一例を示す模式的側面図である。
図1は、風力発電装置500の一例を示す模式的側面図である。
図1に示すように風力発電装置500は、主に発電装置100、主柱200、保持板210、支持梁220、支持柱230、複数の翼形状の羽根を有する風車300、風車支持パイプ320、風車保持パイプ310およびシャフト400からなる。
図1に示す風力発電装置500は、主柱200が4隅に設けられ、その上端部およびその下方にそれぞれ保持板210が設けられる。この支柱200の配置の詳細については後述する。さらにその下方に、主柱200を互いに支持するために支持梁220が主柱200と垂直方向に設けられ、主柱200が傾斜しないように地中から支持柱230が設けられている。これらの主柱200等により構成された櫓内に縦方向に風車300が4段で設けられている。
主柱200等により構成された櫓内の中心にシャフト400が垂直に設けられる。このシャフト400の下端部には、発電装置100が設けられている。
また、シャフト400の上部で、かつ主柱200および2枚の保持板210により囲まれた空間内に、上下2段に複数の翼形状を有する風車300が設けられ、シャフト400の下部で、かつ主柱200、支持梁220および保持板210bにより囲まれた空間内に、上下2段に複数の翼形状を有する風車300が設けられる。
この風車300は、翼形状の羽根が1段毎に4枚ずつ設けられ、それぞれ水平方向に90度毎にずらして設けられる。そして、この翼形状の羽根が2本の支持パイプ310および2本の保持パイプ320によりシャフト400に固定される。このような風車300は、直線翼垂直軸型と呼ばれる。
なお、図示していないが、2本の支持パイプ310および2本の保持パイプ320と、シャフト400との間に接続部材を設けてもよい。
この風力発電装置500は、翼形状の羽根により風力エネルギーを享受し、羽根に揚力が生じて時計回りに回転する。翼形状の羽根を有する風車300が時計回りに回転することにより、2本の支持パイプ310および2本の保持パイプ320を介してシャフト400が時計回りに回転する。そして、シャフト400の下部に設けられた発電機100により発電が行なわれる。
次に、図2は主柱200および複数の翼形状の羽根を有する風車300の配置の一例を説明するための模式的上断面図である。図2(a)は比較例となる主柱200の配置を示し、図2(b)は本発明に係る主柱200の配置を示す。なお、説明のためのH形鋼のフランジ面をA面およびB面、A面とB面とを接続するウェブ面をC面と呼ぶ。
図2(a)に示すように、主柱200は、シャフト400を中心として、4隅に設けられる。この場合、4隅に設けられた主柱200のA面、B面およびC面の相対的位置がそれぞれ同じように配置される。すなわち、それぞれの主柱200において図中左側にA面、右側にB面が配されるように設けられる。この場合、風の流れF1は、H形鋼のB面に衝突し、風力エネルギーが削減される。
一方、図2(b)に示すように、本願発明に係る主柱200は、H形鋼のフランジ面の両側面が風の流れF1を阻害しないようにシャフト400を中心として放射方向に沿って設けられている。
例えば、風の流れF1がH形鋼のフランジ面の両側面に沿って翼型の羽根の方向F2に向けられる。それにより、風が誘導され、風車300に供給される風量が増加する。そして、風量が増加することにより、周辺の風の速度よりも風速を高めることができる。一般に風力エネルギーは、風速の3乗に比例することから、風速を上げることにより風力エネルギーのエネルギー量を図2(a)の場合よりも多くすることができる。
図3は主柱200および複数の翼形状の羽根を有する風車300の配置の他の例を説明するための模式的上断面図である。なお、図2と同様に、H形鋼のフランジ面の両側面をA面およびB面、A面とB面とを接続するウェブ面をC面と呼ぶ。
図3に示すように、主柱200のA面およびB面には、集風部材ASおよび集風部材BSが設けられる。それにより、図2(b)の場合と比較して、より多くの風の流れF1がH型鋼の両端面および集風部材AS,BSに沿って翼型の羽根の方向F2に向けられるので、風力エネルギーのエネルギー量をより多くすることができる。
図4は主柱200および複数の翼形状の羽根を有する風車300の配置のさらに他の例を説明するための模式的上断面図である。
図4(a)は比較例となる主柱200bの配置を示し、図4(b)は本発明に係る主柱200bの配置を示す。
図4(a)に示す主柱200bが図2(a)の主柱200と異なるのは、H形鋼の代わりに角型鋼を用いて配置している点である。同様に、図4(b)に示す主柱200bが図2(b)の主柱200と異なるのは、H形鋼の代わりに角型鋼を用いて配置している点である。
図4(a)に示すように、シャフト400の中心から放射状に延長した線CLが角型鋼の頂点を結ぶように配置されている。この場合、風の流れF1が角型鋼に衝突し、風力エネルギーが削減される。
一方、図4(b)に示すように、シャフト400の中心から放射状に延長した線CLが角型鋼の一対の辺(面)の中心を通過するように配置されている。この場合、風の流れF1が角型鋼の面に沿って翼型の羽根の方向F2に向けられる。それにより、風が誘導され、風車300に供給される風量が増加する。そして、風量が増加することにより、風の速度が増加し、周辺の風の速度よりも風速を高めることができる。一般に風力エネルギーは、風速の3乗に比例することから、風速を上げることにより風力エネルギーのエネルギー量を図4(a)の場合よりも多くすることができる。
図5は図2〜図4の主柱200の形状と異なる主柱200cの配置をさらに説明するための模式的上断面図である。
図5に示す主柱200cは、断面に流線形の面を有する柱からなる。図2(b)〜図4(b)と同様に、この場合、風の流れF1が流線型の柱の面に沿って翼型の羽根の方向F2に向けられる。それにより、風が誘導され、風車300に供給される風量が増加する。そして、風量が増加することにより、風の速度が増加し、周辺の風の速度よりも風速を高めることができる。一般に風力エネルギーは、風速の3乗に比例することから、風速を上げることにより風力エネルギーのエネルギー量を多くすることができる。
図6は、図2〜図5の主柱200の形状と異なる主柱200dの配置をさらに説明するための模式的上断面図である。
図6に示す主柱200dは、断面に凹状の湾曲した面を有する柱からなる。図2(b)〜図5と同様に、この場合、風の流れF1が凹状の湾曲した面に沿って翼型の羽根の方向F2に向けられる。それにより、風が誘導され、風車300に供給される風量が増加する。そして、風量が増加することにより、風の速度が増加し、周辺の風の速度よりも風速を高めることができる。一般に風力エネルギーは、風速の3乗に比例することから、風速を上げることにより風力エネルギーのエネルギー量を多くすることができる。
続いて、図7は、図2の主柱200とは異なる配置をさらに説明するための模式的上断面図である。
本発明に係る主柱200は、図2に示したように、シャフト400を中心として4隅に設けるのではなく、シャフト400を中心として3隅に設けてもよい。
すなわち、シャフト400の中心から放射状に伸びる線が主柱200の面Cに略垂直となるように設ければよい。
なお、上記の実施の形態においては、主柱200の個数を3〜4個としたが、これに限定されず、他の任意の個数であってもよい。
以上のように、本発明に係る風力発電装置500においては、主柱200が1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導されるように風の流れが形成されるので、風の流れF1を風の流れF2に変更させて、最大限有効に利用することができる。その結果、同じ風の流れF1であっても大きな風力エネルギーを用いて電力を発電することができる。
また、シャフト400から放射状に沿って3本の主柱200を設ける場合には、回転領域に対して周囲から流れ込む風の流れF1を低減させることなく、周囲の風を集めて回転領域に風を供給できるので、風力エネルギーが向上され、効率よく多くの電力を発電することができるので、発電効率を向上させることができる。
上記の実施の形態においては、風力発電装置500が風力発電装置に相当し、シャフト400が垂直軸に相当し、主柱200が櫓部材およびH形鋼に相当し、風の流れF1,F2が風力エネルギーに相当し、主柱200bが角形鋼に相当し、主柱200cが流線形からなる鋼に相当する。
本発明は、上記の好ましい上記実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
200 主柱
200b 主柱
200c 主柱
400 シャフト
500 風力発電装置
F1,F2 風の流れ
200b 主柱
200c 主柱
400 シャフト
500 風力発電装置
F1,F2 風の流れ
Claims (5)
- 自然界に存在する風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換するとともに、前記回転運動エネルギーを用いて発電を行なう風力発電装置であって、
略垂直に設けられた垂直軸と、
前記垂直軸周りに回転可能に支持された1または複数の翼形の羽根と、
前記1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲に配置され、かつ前記垂直軸を支持するように配設された3本以上の主柱を有する櫓部材とを含み、
前記櫓部材は、
前記1または複数の翼形の羽根の回転領域の周囲から当該回転領域に向かって誘導される風の流れを形成するように前記各主柱が形成されていることを特徴とする風力発電装置。 - 前記3本以上の主柱は、
前記垂直軸に対して放射方向に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の風力発電装置。 - 前記主柱は、
断面が略H形からなるH形鋼からなり、
前記H形鋼のフランジ部における両側面が前記放射方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。 - 前記主柱は、
断面が略矩形状からなる角形鋼からなり、
前記角形鋼の対向する一対の面が前記放射方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。 - 前記主柱は、
断面が流線形からなる鋼からなり、
前記流線形を有する面が前記放射方向に沿って設けられたことを特徴とする請求項2記載の風力発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005231795A JP2007046539A (ja) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005231795A JP2007046539A (ja) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 風力発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007046539A true JP2007046539A (ja) | 2007-02-22 |
Family
ID=37849562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005231795A Pending JP2007046539A (ja) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007046539A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101019907B1 (ko) | 2009-01-02 | 2011-03-16 | 이재민 | 풍력발전장치 |
JP6648861B1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-02-14 | 中国電力株式会社 | フレーム構造体 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5348144A (en) * | 1976-10-12 | 1978-05-01 | Nec Corp | Fitting method of power wind-mill to radio communication pylon |
JPH06159223A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-06-07 | Hiroaki Suzuki | 風車装置及びこれに使用する垂直軸風車 |
JP2001132617A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Masaharu Miyake | 風力発電装置 |
JP2002155849A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 回転型発電装置 |
JP2003286938A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-10 | Toshiba Corp | 風力発電装置 |
JP2005201229A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Yukio Hirata | 整流式風車 |
-
2005
- 2005-08-10 JP JP2005231795A patent/JP2007046539A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5348144A (en) * | 1976-10-12 | 1978-05-01 | Nec Corp | Fitting method of power wind-mill to radio communication pylon |
JPH06159223A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-06-07 | Hiroaki Suzuki | 風車装置及びこれに使用する垂直軸風車 |
JP2001132617A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Masaharu Miyake | 風力発電装置 |
JP2002155849A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 回転型発電装置 |
JP2003286938A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-10 | Toshiba Corp | 風力発電装置 |
JP2005201229A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Yukio Hirata | 整流式風車 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101019907B1 (ko) | 2009-01-02 | 2011-03-16 | 이재민 | 풍력발전장치 |
JP6648861B1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-02-14 | 中国電力株式会社 | フレーム構造体 |
WO2020161822A1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | 中国電力株式会社 | フレーム構造体 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6128575B2 (ja) | 流体発電方法及び流体発電装置 | |
JP6746552B2 (ja) | 風力発電装置 | |
AU2013395801B2 (en) | Wind power generation tower provided with gyromill type wind turbine | |
JP2012500940A (ja) | タービンならびにタービン用ローター | |
CA2802365A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
JP4867228B2 (ja) | 風力発電装置 | |
JP4809461B2 (ja) | 風力発電装置 | |
JP2006214302A (ja) | 風車装置 | |
JP6954739B2 (ja) | 発電機用のロータ | |
JP2013519022A (ja) | 高効率・ハイパワー垂直軸風力発電機 | |
JP2007046539A (ja) | 風力発電装置 | |
JP4387726B2 (ja) | 全風向用風力発電装置 | |
KR101612238B1 (ko) | 나선형 날개 유닛 및 풍력 발전기 | |
KR20110004803A (ko) | 터보형 수직축 풍력장치 | |
KR100979177B1 (ko) | 풍력 발전 장치 | |
TWI527962B (zh) | Wind power plant | |
CN106837687A (zh) | 风叶组件及垂直轴风力发电装置 | |
KR101566501B1 (ko) | 휘어진 블레이드 팁을 갖는 다운윈드 풍력 발전 장치 | |
KR101406575B1 (ko) | 풍력발전장치 | |
JP6904766B2 (ja) | 垂直軸風車および風力発電装置 | |
JP4814186B2 (ja) | 抗力型風車 | |
KR101757354B1 (ko) | 풍력발전용 사보니우스식 수직형 풍력 터빈 | |
JP2018519463A (ja) | ガイド羽根アセンブリ | |
JP6571438B2 (ja) | 風力発電装置 | |
JP6518091B2 (ja) | 免震横枠体を備えた風車装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080804 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110311 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110322 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110719 |