JP2008051070A - 垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構。 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の垂直軸型風力発電装置の風車は固定式が主であり、風への積極的な対応や、風の性質による細かな対応等が出来なかった為、風力発電の効率アップには限界があった。
【解決手段】本発明は垂直軸型風力発電装置において、回転軸に直行するメインアーム７，８の両端にブレード１，３を配置し、双方の可変ブレードは同方向とし、ブレード先端１１から風を受けるブレード１は可変する事によって揚力Ｍ８を効率良く回転力Ｍ６に変換し、又、ブレード後端１２から風を受けるブレード４は可変する事によって風圧を効率良く回転力に変える事が出来る為、特定の風速域において、回転力のアップはローターの回転数を上げ、従来風力発電機よりも発電量の向上につなげる事ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直軸型風力発電装置におけるもので、風向きに対してブレード角度を逆進角させる事により、ブレードに働く力を効率良く回転力に変換させる垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構である。

垂直軸型風力発電装置の可変ブレード機構により、発電の効率を向上させる事を目的とし、回転軸に直行するメインアームの両端に双方逆方向にブレードは設置され、それぞれ片方は揚力を、もう片方は風圧抵抗で回転力を増大させる事により回転数を上げ、高効率の発電を得る事を特徴とする。垂直軸型風力発電装置を対象とした風力発電風車は特許文献1に記載されたものがある。

この特許文献1に記載の従来の垂直軸型風力発電装置は非常に合目的で、高効率である事を特徴としており、微風速下における始動を容易にする構造を提供している。

特開2005-105911

しかし特許文献1に記載の従来の垂直軸型風力発電風車のブレードは角度固定のため、発生する回転数、発電電力は風速に比例し一定であり、風の力をまだ充分に利用出来ていない。

特許文献1に記載の従来の垂直軸型風力発電風車のブレードは角度固定のため、風の性質に合わせて、ブレード角、進角量などセッティングによって細かな対応が出来ない。

本発明は垂直軸型風力発電装置において、ブレードの風向きとの角度を可変にする事によって、より効率的に発電が可能となる構造をもつ事を特徴としている。

本発明は垂直軸型風力発電装置において、回転軸に直行するメインアームの両端にブレードを配置し、双方の可変ブレードの方向を逆にし、先端から風を受けるブレードは可変する事によって揚力を効率良く回転力に変換し、又、後端から風を受けるブレードは可変する事によって風圧を効率良く回転力に変える事を特徴としている。

本発明は垂直軸型風力発電装置において、可変翼によって効率良く変換された回転力は、ブレードの回転数と共に発電量を上げ、又、微風時下においてもその能力を発揮する事を特徴とする。

本発明による、垂直軸型風力発電装置において、ブレードを可変にする事によって様々な効果を得る事ができる。ある特定の風速域においては、回転力アップの改善と共に発電量が向上し、微風域においては、スタート時のトルクと発電力を確保する事ができ、又、様々な性質の風に対してブレードの角度や、進角量等を微調整する事で対応する事ができる。

本発明実施の形態に係る垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構を図面に基づいて説明する。図１は本発明を示す概略構成図を示す。

図１に示すようにブレードは回転軸１０に直行するＡメインアーム７、とＢメインアーム８の両端に、揚力側通常位置ブレード１とトルク側通常位置ブレード３はお互い同方向に配置されている。

回転軸１０に直行するＡインアーム７、とＢメインアーム８の先端に配置された揚力側通常位置ブレード１とトルク側通常位置ブレード３は揚力側可変位置ブレード２とトルク側可変位置ブレード４の様に揚力又は風圧によって可変する。

揚力側可変位置ブレード２とトルク側可変位置ブレード４は回転位置によって揚力及び風圧の発生しない時点では、スプリング等によって、正常位置すなわち、揚力側通常位置ブレード１とトルク側通常位置ブレード３に戻される。

ブレード後端１２から風圧を受けるトルク側通常位置ブレード３は、風圧を受けるとブレードは逆進角して可変し、その風圧面積を広げることで、より回転力を増す事ができる。

図２において、可変しないブレードの場合の説明図がＭ１であり、可変するブレードの場合の説明図がＭ２である。

説明図Ｍ１の場合にしても、Ｍ２の場合にしても遠心力の方向Ｍ３、Ｍ４はその方向も大きさも変わらないが、揚力Ｍ７はブレードが可変する事によって、その角度、大きさが異なり、回転力の向き及び大きさが改善される事によってより大きい回転力を産み、大きな発電量を得る事ができる。

本発明は垂直軸型風力発電装置を利用して、ブレードを可変にする事によって、より大きな回転力の発生と共に、効率良く発電につなげる事が出来るので、風力発電の普及に貢献出来る事になり、ひいては地球温暖化防止及び地球環境改善に大きく寄与する事ができるので、産業の振興への貢献は計りしれない。

本発明の実施に係る垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構を示す全体 概略図である。（実施例１） 本発明の実施に係る垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構の原理を示す 概略説明図である。(実施例２）

符号の説明

１ 揚力側通常位置ブレード

２ 揚力側可変位置ブレード

３ トルク側通常位置ブレード

４ トルク側可変位置ブレード

５ 揚力可変量

６ トルク可変量

７ Ａメインアーム

８ Ｂメインアーム

９ 発電機本体
１０ 回転軸
１１ ブレード先端
１２ ブレード後端
Ｍ１ 通常ブレード位置作用図
Ｍ２ 可変ブレード位置作用図
Ｍ３ 通常位置ブレードの遠心力方向
Ｍ４ 可変位置ブレードの遠心力方向
Ｍ５ 通常位置ブレード図
Ｍ６ 可変位置ブレード図
Ｍ７ 通常位置ブレード揚力
Ｍ８ 可変位置ブレード揚力
Ｍ９ ブレード可変量

Claims (3)

1. 
   垂直軸型風力発電装置におけるブレードの迎角の角度を逆進角させる事により、回転力の方向を適正にする事と、大きな回転力を発生させる事を特徴とした垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構である。
2. 
   ブレードは回転軸に対して対角線上にお互い逆向きに配置し、双方とも迎角の角度を逆進角させる事により、風を先端から受けるブレードには揚力を発生させ、風を後端から受けるブレードには風圧抵抗を増加させる方向に作用させ、双方の力を高率良く回転力につなげる事を特徴とした垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構である。
3. 
   垂直軸型風力発電装置において、風を後端から受けるブレードの逆進角による風圧抵抗を利用し、微風時下の回転トルクを確保する事を特徴とする請求項１〜２記載の垂直軸型風力発電装置における可変ブレード機構である。

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