JP2008175070A - Vertical shaft magnus type wind power generator - Google Patents

Vertical shaft magnus type wind power generator Download PDF

Info

Publication number
JP2008175070A
JP2008175070A JP2007006714A JP2007006714A JP2008175070A JP 2008175070 A JP2008175070 A JP 2008175070A JP 2007006714 A JP2007006714 A JP 2007006714A JP 2007006714 A JP2007006714 A JP 2007006714A JP 2008175070 A JP2008175070 A JP 2008175070A
Authority
JP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
magnus
vertical axis
wind
cylinder
power generator
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.)
Granted
Application number
JP2007006714A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ogawa
賢 小川
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc:The
関西電力株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a vertical shaft Magnus type wind power generator having high power generating efficiency, low costs, and strong resistance against strong winds, as the condition of winds in Japan is compratively low in wind velocity and there are many places suitable for a vertical shaft type wind power generator, by using a wide range of wind velocity on the upstream side because a conventional vertical shaft type wind power generator has an aspect that it is lower in efficiency than a horizontal type wind power generator.
SOLUTION: This vertical shaft Magnus type wind power generator is composed of a Magnus type windmill part having a plurality of cylinders (Magnus cylinders) each of which rotates that are perpendicularly journaled and disposed on a circumference of a power generating mechanism with a perpendicular rotating shaft as a central axis, and a power generating part. The above problem is solved by rotating the Magnus type windmill part by Magnus force generated by rotating each of the Magnus cylinders by wind velocity, and rotating the power generator by the rotational force and generating ac power.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自転するマグナス円筒に発生するマグナス力により、風力エネルギーを効率よく回転モーメント、電気エネルギーに変換する縦軸型のマグナス型風力発電機に関する。 The present invention, by Magnus force generated Magnus cylinder rotates, effectively turning moment of wind energy, to Magnus type wind power generator of the vertical axis type to be converted to electrical energy.

現在、風力発電機としては横軸プロペラ型(以下、単にプロペラ型と記載する)が主流を占めている。 Currently, as the wind power generator horizontal axis propeller (hereinafter, simply referred to as a propeller-type) it is the mainstream. しかし、低風速域から高風速域までの幅広い風速領域に適した設備として、マグナス効果を利用した横軸型のマグナス型風力発電機が提案されている。 However, as equipment that is suitable for a wide range of wind speed region from the low wind speeds to high wind speeds, Magnus the horizontal axis type using the Magnus effect type wind power generator has been proposed. これについては以下の特許がある。 For this there is the following patents. 国内のメカロ秋田の開発した横軸型のマグナス型風力発電機では、同径のマグナス円筒にスパイラル状にフィンを巻きつけ、従来の横軸マグナス型発電機から大幅に効率向上が図れることを実証している。 In domestic Mekaro of developed horizontal axis type Akita Magnus type wind power generator, demonstrate that wound fins spirally Magnus cylinder of the same diameter, significant efficiency from conventional horizontal axis Magnus type generator can be reduced are doing. また、このマグナス型風力発電機の性能はプロペラ型風力発電機と同等あるいはそれよりも優れていると報じられている。 Further, the performance of the Magnus type wind power generator has been reported to be superior to equal to or a propeller-type wind power generator.
米国特許4366386 US patent 4366386 特開2005-256605 Patent 2005-256605 特開2005-256606 Patent 2005-256606

縦軸型風車には風の抗力を利用する抗力型と、風による揚力を利用する揚力型がある。 The vertical axis windmill is lift type utilizing a drag type utilizing drag of wind, a lift by the wind.
抗力型としてパドル型やサボニウス型がある。 There is a paddle type or Savonius type as a drag type. 抗力型は周速比(羽根の周速/風速)が1よりも低く、パワー係数も小さく発電効率が悪いが、トルクが大きく自己起動が容易で装置が簡単なために主として小型機に採用されている。 Drag-type peripheral speed ratio (peripheral speed of the blade / wind speed) is lower than 1, but is poor small power generation efficiency power factor, mainly adopted in smaller aircraft because torque is large self-starting is a simple easy device ing.
揚力型としてダリウス型やジャイロミル型等がある。 There are Darrieus and gyromill type such as lift type. 揚力型は周速比が1以上では風車の特性がよく効率も高いが、周速比1以下での風車の空力特性が低く、発電機を回転させるトルクが小さい欠点がある。 Although lift type peripheral speed ratio is higher efficiently the characteristics of the wind turbine of at least 1, low aerodynamic characteristics of wind turbine 1 in the following peripheral speed ratio, there is a disadvantage torque to rotate a small generator. 特に、起動トルクが小さいために自己起動が非常に困難である。 In particular, the self-activated for starting torque is small is very difficult.
このため、縦軸型風車は抗力型、揚力型共に小型機を中心に使用されている程度である。 Therefore, the vertical axis wind turbine is of the order that is used mainly in drag-type, lift type both small aircraft.

日本の市街地での風況特性は年間平均風速が4m/秒以下の場所が多い。 Wind 況特 of in urban areas of Japan has 4m / s is often the following location annual average wind speed. また、関西地区の風速は低く、大型のプロペラ型風力発電機が設置できる場所はきわめて限定されている。 In addition, the Kansai wind speed of the district is low, where the large propeller-type wind power generator can be installed has been very limited. この状況は、日本の他の多くの地域でも言える。 This situation, it can be said in Japan of many other regions.
一方、国策として二酸化炭素の排出をしない自然エネルギーの利用が推進されており、自然エネルギー利用の代表的な装置である風力発電機については、従来のプロペラ型とは異なり、比較的風速の低い領域にも設置できる機種が望まれている。 On the other hand, use of natural energy without the emission of carbon dioxide has been promoted as a national policy, the wind power generator is a typical device using natural energy, unlike the conventional propeller type, having a relatively low wind speed region models that can be installed is also desired to. このためには、起動が容易で、比較的低・中速の風況領域で効率の高い縦軸型風車の開発が必要である。 For this purpose, start easy, it is necessary to develop a high vertical axis windmill efficiency at relatively low and medium speed wind 況領 zone.
例えばサボニウス型、クロスフロー型等の縦軸抗力型風車は、起動特性は良いが、風車の回転平面の右半分(0゜〜180゜)の風速のみが利用可能であり、ダリウス型やジャイロミル型の縦軸揚力型では左半分の下流範囲(180゜〜270゜)の風速、すなわち翼が風に対して仰角がつく領域の風が利用できるのみである。 For example Savonius type, vertical axis drag type windmill of the crossflow type, etc., but starting characteristic is good, only the wind velocity of the right half of the rotation plane of the windmill (0 ° to 180 °) are available, Darrieus and gyromill the vertical axis lift type type wind speed of the left half downstream range (180 ° to 270 °), that is, only blades available wind area from getting elevation to the wind.
本発明は、従来の縦軸型風車のこのような短所を克服するために、複数の自転するマグナス円筒を垂直に配置した縦軸型のマグナス型風車を採用することにより、上流部左・右の風速の早い領域の風を全て利用し、良好な起動特性、発電効率の高効率化、設備の低コスト化、強風に対する耐力の向上を図った縦軸型風力発電機を提供することを目途にしたものである。 The present invention, in order to overcome such disadvantages of the conventional vertical axis wind turbine, by adopting a vertical axis type Magnus type wind turbine arranged a Magnus cylinder a plurality of rotating vertically, the upstream portion left and right goal of utilizing all the wind early region wind speed, good startup characteristics, efficiency of power generation efficiency, cost of equipment, to provide a vertical axis wind power generator with improved resistance to high winds it is obtained by the.

発電機の垂直回転軸を中心軸とする回転架台の円周上に、マグナス円筒を複数個垂直に軸支して配置し、各マグナス円筒には自転用の駆動装置を設けて、 On the circumference of the rotating gantry around axis vertical shaft of the generator, and arranged axially supports the Magnus cylinder plurality vertically, each Magnus cylinder is provided a driving device for rotation,
風速中で自転することにより発生するマグナス力でマグナス型風車部(各マグナス円筒、上部回転架台、下部回転架台等により構成される)を回転させ、マグナス型風車部の回転架台の回転軸に連結した発電機を回転させて発電する縦軸マグナス型風力発電機により、上記目的は達成される。 Magnus type wind turbine unit with Magnus force generated by rotation in wind rotates the (each Magnus cylinder, the upper rotating gantry, composed of the lower rotating gantry, etc.), connected to a rotary shaft of the rotating gantry of the Magnus type wind turbine unit by the generator ordinate Magnus type wind power generator that generates electric power by rotating, the above-described object can be attained. (請求項1) (Claim 1)

前記縦軸マグナス型風力発電機において、回転架台中央部には柱状の風速整流装置を設け、マグナス円筒回転領域の後流部への風速を遮ることにより、 In the longitudinal axis Magnus type wind power generator, the rotating gantry central portion provided a columnar wind rectifier, by blocking the wind speed to the downstream portion of the Magnus cylinder rotation region,
後流部のマグナス円筒に発生するマグナス風車を逆方向に回転させるマグナス力の発生を防止し、上流部で発生するマグナス力の正方向の回転モーメントを最大限活用できるようにすることにより上記目的は達成される。 The object by the Magnus windmill generated Magnus cylinder of the downstream portion is rotated in the reverse direction to prevent the occurrence of Magnus force, the positive direction of the rotational moment of the Magnus force generated by the upstream portion to take full advantage It is achieved. (請求項2) (Claim 2)

前記縦軸マグナス型風力発電機の風速整流装置において、風向きに指向性のある風速整流板は常時風の上流方向に向くように自らを保持する機構を備え、 In wind rectifier of the longitudinal axis Magnus type wind power generator, high directivity is wind rectifying plate of the wind direction has a mechanism for holding itself to face the upstream direction of the constantly-style,
風速整流板は風速に対して両側の整流板の取り付け角度を変更可能な構造として、風の受圧面積を変更でき、 Wind rectifier plate as mutable structure the mounting angle of each side of the current plate with respect to the wind speed, can change the pressure receiving area of ​​the wind,
台風等の強風時には風速整流板を折りたためる構造にすることにより上記目的は達成される。 The object by the strong winds typhoon or a wind rectifying plate collapsible structure is achieved. (請求項3) (Claim 3)

縦軸マグナス型風力発電機において、マグナス円筒は直径の異なる円筒を複数個直列に連結して組み合わせた構造とし、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, Magnus cylinder a structure of a combination by connecting the different cylinder diameters series a plurality,
台風等の強風時には一つのマグナス円筒をスライドして、連結する他の円筒を内部に収納してマグナス円筒の高さを低くできる構造とする。 Slide one Magnus cylinder during strong wind typhoon or the like, and a structure which can reduce the height of the Magnus cylinder accommodating the other cylindrical connecting the interior.
この構造により、強風時には円筒の受圧面積を減少させることができ、風圧による耐力が向上して、損壊を予防できるので上記目的は達成される。 This structure is in strong winds can be reduced receiving area of ​​the cylinder, and improves proof stress by wind pressure, the above-described object can be attained since it prevent damage. (請求項4) (Claim 4)

縦軸マグナス型風力発電機において、垂直に配置したマグナス円筒の外周部にスパイラル状のフィンを取り付けたスパイラルフィン型マグナス円筒、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, a spiral fin type Magnus cylinder fitted with a spiral fin to the outer periphery of the Magnus cylinder arranged vertically,
あるいはマグナス円筒の外周部にスパイラル状の段差溝をもつスパイラル胴のマグナス円筒により構成することにより上記目的は達成される。 Alternatively the object by forming the outer periphery of the Magnus cylinder by Magnus cylinder of the spiral body having a spiral stepped groove is achieved. (請求項5) (Claim 5)

縦軸マグナス型風力発電機において、制御装置と変速機構を介してマグナス円筒の自転数を制御するシステム構成とすることにより、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, by a system configuration for controlling the rotation speed of the Magnus cylinder via a control unit and a transmission mechanism,
マグナス円筒の自転数を調整して縦軸マグナス型風車の回転数を制御し、発電機回転数、発生電力の周波数をも制御することができるので上記目的は達成される。 And controlling the rotational speed of the vertical axis Magnus type wind turbine by adjusting the rotation number of the Magnus cylinder, generator speed, the above-described object can be attained since it is possible to also control the frequency of the power generated. (請求項6) (Claim 6)

縦軸マグナス型風力発電機において、各マグナス円筒は自転軸側歯車を持ち、減速機構と制御機構を介して架台上に固定された一つの自転駆動側歯車機構と連結されており、誘導型発電機の回転軸に連結したマグナス型風車部が回転することにより、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the Magnus cylinder has a rotation shaft side gear is coupled to one of the rotation driving side gear mechanism fixed on the frame via a reduction mechanism and a control mechanism, induction generator by Magnus type wind turbine unit which is connected to the rotation shaft of the machine is rotated,
自転駆動側歯車の上を各マグナス円筒の自転軸側歯車が走行し、各マグナス円筒は自転用の駆動力を得る構造とすることにより上記目的は達成される。 Over the rotation driving side gear and traveling rotation shaft side gear of each Magnus cylinder, each Magnus cylinder above object is achieved by a structure for obtaining a driving force for rotation. (請求項7) (Claim 7)

縦軸マグナス型風力発電機において、マグナス型風車部の中心部に、縦軸マグナス型風車の回転軸と発電機を同一とした縦軸抗力型風車を設け、縦軸マグナス型風車と縦軸抗力型風車を一つの風力発電機として運用できる一体化した構成に複合化することにより、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the heart of the Magnus type wind turbine unit, the vertical axis drag type windmill in which the generator and the rotation axis of ordinate Magnus type wind turbine and the same is provided, the vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis drag by conjugated to the structure integrated it can be operated type windmill as a wind power generator,
低風速域から高風速域の広い範囲で均一に発電できる機能のみならず、縦軸抗力型風車が後流部のマグナス円筒に対して風速整流装置としても機能し、後流部での逆方向の回転モーメントの発生を防止することにより上記目的は達成される。 Functions not only to uniformly power from low wind speeds in a wide range of high wind speeds, also functions as a wind speed rectifier ordinate drag type wind turbines against Magnus cylinder of the downstream portion, opposite direction in the downstream portion the above object is achieved by preventing the occurrence of torque. 縦軸抗力型風車としてはサボニウス型風車、ロータ型風車、クロスフロー型風車等がある。 The vertical axis Savonius type windmill as drag type windmill, a rotor windmill, there is cross-flow wind turbine or the like. (請求項8) (Claim 8)

縦軸マグナス型風力発電機において、マグナス型風車部の中心部に、縦軸マグナス型風車よりも風車回転直径が小さく、縦軸マグナス型風車の縦軸マグナス型風車の回転軸芯線は同一とするが回転軸と発電機を別とする縦軸抗力型風車を取り付け、縦軸マグナス型風力発電機と縦軸抗力型風力発電機が別々に発電できるように複合化することにより、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the heart of the Magnus type wind turbine unit, a small wind turbine diameter than the vertical axis Magnus type wind turbine, the rotary shaft core of the vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine shall be the same by but to attach the vertical axis drag type windmill is a further generator and the rotary shaft, a composite of such vertical axis Magnus type wind power generator and the vertical axis drag type wind power generator can power separately,
低風速域から高風速域で夫々の風車特性を生かせて効率よく発電するのみならず、縦軸抗力型風車が後流部のマグナス円筒に対して風速整流板としても機能し、後流部での逆方向回転モーメントの発生を防止することにより上記目的は達成される。 Not only the power generation efficiently Ikase windmills characteristics of each low wind speeds at high wind speeds, the vertical axis also functions as a wind rectifying plate relative to Magnus cylinder of drag type windmill wake unit, downstream section in the above object is achieved by preventing the occurrence of reverse rotation moment. 縦軸抗力型風車としてはサボニウス型風車、ロータ型風車、クロスフロー型風車等がある。 The vertical axis Savonius type windmill as drag type windmill, a rotor windmill, there is cross-flow wind turbine or the like. (請求項9) (Claim 9)

前記縦軸マグナス型風力発電機と縦軸抗力型風力発電機とが夫々別々の回転軸と発電機を持つ複合風力発電機において、縦軸マグナス型風車の回転軸と縦軸抗力型車の回転軸との間に、双方の回転軸を連結し、また開放できる風車連結器を設けることにより、 In the longitudinal axis Magnus type wind power generator and the vertical axis drag type wind power generator and a composite wind turbine with a generator and respective separate rotary shaft, the rotation of the rotary shaft and vertical drag type vehicle vertical axis Magnus type wind turbine between the shaft and connected to both of the rotary shaft, and by providing the opening may windmill coupler,
起動時から周速比1以下では風車連結器を連結状態にして縦軸マグナス型風車と縦軸抗力型風車を一体化して発電し、周速比1以上では風車連結器を開放して縦軸マグナス型風車と縦軸抗力型風車を夫々別の発電機で発電させることにより上記目的は達成される。 By integrating the vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis drag type windmill power generation is at a peripheral speed ratio of 1 or less with the wind turbine coupling in a connected state from the time of startup, the vertical axis to open the wind turbine coupler at a peripheral speed ratio of 1 or more the object by generating a Magnus type wind turbine and the vertical axis drag type windmill in each separate generator is achieved. (請求項10) (Claim 10)

縦軸マグナス型風力発電機において、縦軸マグナス型風車中心部に、縦軸マグナス型風車の回転軸と発電機とを同一とした縦軸揚力翼型風車を取り付けて、一体化した一つの風力発電機とし運用できる構成とし複合化することにより、 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the vertical axis Magnus type wind turbine center, the the rotation axis of the ordinate Magnus type wind turbine and generator is attached a vertical shaft lift airfoil wind turbine was the same, one of the wind that integrates by complexing a configuration that can be operated as a generator,
低・中風速域から高風速域の広い範囲で発電できる機能のみならず、縦軸揚力翼型風車が後流部のマグナス円筒に対して風速整流装置としても機能し、後流部での逆方向回転モーメントの発生を防止することにより上記目的は達成される。 Functions not only from the low and medium wind speeds can be generated by a wide range of high wind speeds, also functions as a wind speed rectifier against Magnus cylinder of the downstream portion longitudinal axis lift airfoil wind turbine, reverse at the downstream portion the above object is achieved by preventing the occurrence of rotating moment. 縦軸揚力翼型風車としてはジャイロミル型風車、ダリウス型風車、垂直固定翼型風車等がある。 Gyromill wind turbine as ordinate lift aerofoil windmill, Darrieus windmill, there are vertical fixed wing windmill like. (請求項11) (Claim 11)

請求項1に記載した本発明の縦軸マグナス型風車は揚力型のため、風車の周速度を風速以上に高くでき周速比は1以上となり、パワー係数も高く、高効率の風力発電機となる。 Because of the vertical axis Magnus type wind turbine lift type according to the present invention as set forth in claim 1, the peripheral speed ratio can increase the peripheral speed of the wind turbine above the wind speed becomes 1 or more, the power factor is high, and high efficiency of the wind power generator Become. また、縦軸マグナス型風車は風速の上流側の左・右の風を有効利用でき、効率向上を図れる特徴は他の縦軸型風車にはない。 The ordinate Magnus type wind turbine can be effectively utilized upstream of the left and right wind wind speed, features attained efficiency improvement no other vertical axis wind turbine. さらに、全方位からの風向に対応できるためにたえず風向きが変動してもその影響を受けない効果がある。 Furthermore, even if constantly change wind direction in order to accommodate wind from any direction is not subjected effect the influence.
また、マグナス円筒は円筒構造のため強度面でも強く、風力発電機も大きい基礎の上に設置でき、高さも比較的低くなるために重心が低く安定しており、台風等の強風にも強い設備となる。 Also, Magnus cylinder is strong in terms of strength because of the cylindrical structure, can be installed on a large foundation also wind power generator, the height has also the center of gravity stable low to be relatively low, resistant to strong winds typhoons and other equipment to become.
マグナス円筒には自転機構が必要であるが、機構は単純であり、数kW級以上になれば設備全体として低コスト化は可能である。 While the Magnus cylinder is required rotation mechanism, the mechanism is simple, if the several kW class or higher cost as a whole equipment is possible. また、輸送、据付工事、保守も簡単で、経済的な風力発電機である。 In addition, transportation, installation work, maintenance is also a simple and economical wind power generator.

請求項2に記載した縦軸マグナス型風車の後流部においてマグナス円筒に発生するマグナス力は、縦軸マグナス型風車を逆方向に回転させる回転モーメントとなるために、縦軸マグナス型風車の中心部に柱状の風速調整装置を設置することにより後流部への風速をカットし、逆方向の回転モーメントとなるマグナス力の発生を防止する。 Magnus force generated Magnus cylinder in the downstream portion of the vertical axis Magnus type wind turbine according to claim 2, in order to be rotation moment for rotating the vertical axis Magnus type wind turbine in the reverse direction, the center of the vertical axis Magnus type wind turbine cut the wind speed of the wake part by installing a columnar wind speed adjustment device in section, to prevent the occurrence of Magnus force the reverse direction of the rotation moment. この風速調整装置により、縦軸マグナス型風車全体の正方向の回転モーメントを大きくする効果がある。 The wind speed adjustment device is effective to increase the positive direction of the rotational moment of the entire vertical axis Magnus type wind turbine.

請求項3に記載した風速整流装置に、風向に対して常に風の上流を向かせる尾翼のような指向性のある風向維持装置を取付けることにより、風向きが変化しても、常に風向きの下流側の風速をカットし、後流部での逆方向の回転モーメントとなるマグナス力の発生を防止できる効果がある。 The wind rectification apparatus as claimed in claim 3, always by mounting the directivity of a certain wind direction maintaining device, such as a tail to unsuitable upstream wind against the wind direction, even if the wind direction changes, always downstream of the wind direction the cut wind speed, the occurrence of Magnus force the reverse direction of the rotation moment in the wake part there is an effect that can be prevented.
また、風速の強さにより風速整流板の開度を調整することにより風車の受ける風圧を調整し、台風時には風速整流板を折りたたむことにより、風圧による風速整流板の損傷を防止することができる効果がある。 Further, by adjusting the air pressure received by the windmill by adjusting the opening degree of the wind current plate by the strength of the wind, by folding the wind rectifying plate during a typhoon, effect of preventing damage to the wind current plate by air pressure there is.

請求項4に記載した縦軸マグナス型風力発電機においては、一本の垂直なマグナス円筒は直径の異なる2ないし3分割の円筒を直列に連結して組み立てた構造をしており、台風等の強風時には円筒をスライドさせ、そのうちの一番半径が大きい円筒内部に他の円筒を収納し、垂直な一本のマグナス円筒の全高を1/3〜1/2に低くすることができる。 In the vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 4, one of the vertical Magnus cylinder is of a two or three cylindrical split assembly coupled in series structure different diameters, the typhoon or the strong winds slide the cylinder, it can be accommodated other cylinder in most large radius cylindrical interior of which, to reduce the overall height of a single Magnus cylinder perpendicular to the 1 / 3-1 / 2. このため、強風による受圧面積を減少させて、風力発電機の転倒モーメントを小さくできる効果がある。 Therefore, to reduce the pressure receiving area by strong winds, there is less possible effectively overturning moments of the wind power generator.
また、マグナス円筒を数個に分解して現地に搬入することが可能となるため、輸送面での制約が大幅に改善し、孤島や山上でも縦軸マグナス型風力発電機の設置は可能となる効果がある。 Moreover, since it is possible to carry the local decomposed into several Magnus cylinder, constrained transport plane is greatly improved, the installation of the vertical axis Magnus type wind power generator in island or mountain is allowed effective.

請求項5に記載した縦軸マグナス型風力発電機においては、マグナス円筒にスパイラル状のフィンを巻くことにより、個々のマグナス円筒に発生するマグナス力を大きくでき、縦軸マグナス型風車の回転モーメントが大きくなるので、発電機出力を大きくできる効果がある。 In the vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 5, by winding the spiral fin Magnus cylinder, can increase the Magnus force generated in the individual Magnus cylinders, the rotation moment of the vertical axis Magnus type wind turbine becomes larger, there is a large possible effect generator output.
また、スパイラル状の段差を設けたスパイラル胴マグナス円筒は、同等の風力効果とともに円筒の構造強度を高くでき、風による飛来物に対する耐力が向上する効果がある。 Further, the spiral drum Magnus cylinder having a spiral step can increase the structural strength of the cylinder with the equivalent wind effect, the effect of improving the resistance against a flying object due to wind.

請求項6に記載した縦軸マグナス型風力発電機においては、マグナス円筒の自転数を変えると発生するマグナス力の大きさが変わり、発電機の回転モーメントを増減させることができる。 In the vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 6, change the size of the Magnus force generated with changing the rotation number of the Magnus cylinder, torque of the generator can be increased or decreased. この効果を利用して、マグナス円筒の自転数を制御することにより縦軸マグナス型風車の回転数を制御して、それに連結する発電機の回転数を制御し、発電機で発電する電力周波数を一定値に制御できる効果がある。 Using this effect, by controlling the rotational speed of the vertical axis Magnus type wind turbine by controlling the rotation speed of the Magnus cylinder, controls the rotation speed of the generator to be connected to it, the power frequency generated by the power generator there is an effect that can be controlled to a constant value.

請求項7に記載した縦軸マグナス型風力発電機においては、マグナス円筒の自転用の動力源を個々のマグナス円筒に設けた電動式駆動機によらず、風力発電機の発電機として誘導式発電機を採用することにより、起動時には誘導発電機を電動機として使用して縦軸マグナス型風車を強制的に起動させ、発電を開始し始めると発電機として使用する。 In the vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 7, regardless of the electric driving motor having a power source for rotation of the Magnus cylinder to the individual Magnus cylinders, induction type generator as a generator of the wind power generator by employing machine, startup forcibly activates the vertical axis Magnus type wind turbine using induction generator as an electric motor to be used as a generator and starts to start power generation. 各マグナス円筒に自転専用の電動式駆動機が不要となり、縦軸マグナス型風力発電機全体としての簡素化、低コスト化に効果がある。 Electric driving motor of the rotation dedicated to each Magnus cylinder becomes unnecessary, simplifying the overall vertical axis Magnus type wind power generator, it is effective in cost reduction. 特に、小型機においてはマグナス円筒自転装置の簡素化は、設備コストの低減に大きい効果がある。 In particular, simplification of Magnus cylinder rotation device in small aircraft is a large effect in reducing the equipment cost.

請求項8に記載した縦軸抗力型/マグナス型複合風力発電機(同軸、同一発電機方式)においては、縦軸マグナス型風車の中心部に設置した抗力型風車は後流の風速をカットするために、縦軸マグナス型風車の後流部に発生する逆方向回転モーメントとなるマグナス力の発生を防止し、風速整流装置の効果を持つ。 8. ordinate drag type described in / Magnus type composite wind power generator (coaxial, the same generator mode) in the drag type wind turbine installed in the center of the vertical axis Magnus type wind turbine cuts wind speed on the downstream Therefore, the preventing the occurrence of Magnus force in the opposite direction rotation moment generated flow unit after vertical axis Magnus type wind turbine has the effect of wind speed rectifier.
また、縦軸マグナス型風車と抗力型風車は同軸で連結されているために、低風速領域では抗力型風車が大きい回転モーメントを生じて発電機を回転させ、中・高風速領域では縦軸マグナス型風車が大きい回転モーメントを生じて発電機を回転させるので、低〜高風速領域で均等に発電できる効果がある。 In order ordinate Magnus type wind turbine and the drag type wind turbine, which are connected coaxially, in a low wind area to rotate the generator caused the torque drag windmill is large, and the vertical axis Magnus in medium and high wind speed region since the generator is rotated occurring type windmill is large torque, there is an effect that can be uniformly generated by a low to high wind speed region.

請求項9に記載した縦軸抗力型/マグナス型複合風力発電機(別軸、別発電機方式)においては、縦軸マグナス型風車の中心部に設置した縦軸抗力型風車は後流部の風速をカットするため、後流部のマグナス円筒に発生する逆方向回転モーメントとなるマグナス力の発生を防止し、風速整流装置の効果を持つ。 9. ordinate drag type described in / Magnus type composite wind power generator (another axis, separate the generator system) in the vertical axis drag type windmill installed at the center of the vertical axis Magnus type wind turbine on the downstream portion to cut wind speed, the occurrence of Magnus force in the opposite direction rotation moment generated Magnus cylinder of the downstream portion to prevent, with the effect of wind speed rectifier.
また、縦軸抗力型風車は低風速領域でも容易に起動できるために、まず縦軸抗力型風車が起動し、その発電機で発電した電力を利用して縦軸マグナス型風力発電機を起動することにより、複合風力発電機全体としての起動を容易にする効果がある。 The vertical axis drag type windmill to be started easily even in a low wind speed region, first vertical axis drag type windmill is started, starts the vertical axis Magnus type wind power generator using the electric power generated by the generator it leads to an effect of facilitating the start of the entire composite wind turbine.
中・高風速領域では縦軸マグナス型風車の効率が高くなるので、中・高風速領域では効率が低い縦軸抗力型風車とは切り離して発電させる方が、複合化した風力発電機全体の効率改善に効果がある。 Since the efficiency of the vertical axis Magnus type wind turbine is increased in medium and high wind speed region, the medium and high wind speed region to increase or decrease the generated separately from low efficiency ordinate drag type windmill, the entire wind power generator that combines efficiency improvement is effective in. このように別軸、別発電機方式にすることにより、互いに特性の異なる風車は、相互に干渉しあうことなく、最大の特性を引き出せる回転数での発電が可能となる。 Thus another axis, by a separate generator system, different characteristics windmill from one another, without interfering with each other, it is possible to power generation at a rotational speed get the most characteristic.

請求項10に記載した縦軸抗力型/マグナス型複合風力発電機(別軸、別発電機方式)の二つの風車の回転軸を風車連結器で連結したり開放したりする方式において、 Ordinate-drag / Magnus type composite wind power generator (another axis, separate generator system) as claimed in claim 10 in the two schemes or to open or couples the rotating shaft of the wind turbine at wind turbine coupler,
起動時には二つの風車の回転軸を連結して一体化し、まず低風速領域でも容易に起動できる縦軸抗力型風車が起動するが、その駆動力で同時に縦軸マグナス型風力発電機をも起動することにより、複合風力発電機全体をより低風速で起動できる効果がある。 It is integrally coupled to the rotation shaft of the two wind turbine at startup, but the vertical axis drag type wind turbine can be easily activated even initially low wind speed region starts, also starts the ordinate Magnus type wind power generator simultaneously the driving force it leads to an effect of starting the entire composite wind turbine at lower wind speeds.
また、周速比が1よりも低い低風速領域では縦軸抗力型風車と縦軸マグナス型風車の回転軸を連結して一体化しておき、一つの発電機または夫々の発電機を回転させて発電させるのが効率面で効果がある。 Further, the peripheral speed ratio is previously integrated by connecting the rotation axis of ordinate drag type windmill and vertical Magnus type wind turbine in a low low wind speeds regions than 1, by rotating one of the generator or each generator the power is generated is effective in terms of efficiency.
しかし、縦軸マグナス型風車は中・高風速領域では効率が高いので、中・高風速領域では縦軸抗力型風車との風車連結器を切り離して、夫々別の発電機を回転させて発電することにより、互いに特性の異なる風車は相互に干渉しあうことなく、最大の特性を引き出せる回転数での発電が可能となる。 However, the vertical axis Magnus type wind turbine medium and high wind speed region due to its high efficiency, the medium and high wind speed region disconnect the wind turbine coupling the vertical axis drag type windmill to generate power by rotating the respective different generator by, without interfering with each other different wind turbine characteristics to each other, it is possible to power generation at a rotational speed get the most characteristic.

請求項11に記載した縦軸揚力翼型/マグナス型複合風力発電機(同軸、同一発電機方式)においては、縦軸マグナス型風車のマグナス円筒間に縦軸揚力翼を配置することにより上流側の揚力翼は後流部の風速をカットするため、後流部のマグナス円筒に発生する逆方向回転モーメントとなるマグナス力の発生を防止し、風速整流装置の効果を持つ。 Ordinate lift aerofoil according to claim 11 / Magnus type composite wind power generator (coaxial, the same generator mode) in the upstream side by disposing the vertical axis lift blades between Magnus cylinder of vertical axis Magnus type wind turbine for cutting the wind speed of the downstream portion lift wing, the occurrence of Magnus force in the opposite direction rotation moment generated Magnus cylinder of the downstream portion to prevent, with the effect of wind speed rectifier. 縦軸揚力翼型風車、縦軸マグナス型風車ともに揚力型風車のために、共に周速比が1より大きい形式で、中・高風速領域での特性は似ている。 Ordinate lift airfoil wind turbine, for lift type windmill in both the vertical axis Magnus type wind turbine are both at a peripheral speed ratio is greater than 1 format, similar characteristics at medium-high wind speeds region. このため、同軸、同一発電機で二つの風車を複合化することにより中・高風速領域では互いに協調して大きい回転モーメントを発揮できる効果がある。 Therefore, coaxial, there is an effect that can exhibit greater torque in cooperation with each other in the medium and high wind speed region by compounding two windmills on the same generator. また、縦軸揚力翼風車は起動性が悪いが、縦軸マグナス型風車と一体化することにより起動性が改善する効果がある。 The vertical axis lift blade wind turbine is poor starting performance, the effect of starting performance is improved by integrating the vertical axis Magnus type wind turbine.

本発明は、従来の縦軸型風力発電機とは異なるマグナス力を利用する縦軸型風力発電機に関するものである。 The present invention differs from the conventional vertical axis wind power generator relates ordinate type wind power generator utilizing different Magnus force. 以下縦軸マグナス型風力発電機単独の発電システムと共に従来の縦軸型発電システムと複合化した風力発電機について、その原理と具体的な実施例を示す。 Below with the vertical axis Magnus type wind power generator alone the power generation system and the conventional vertical shaft-type power generation system complexed with wind power generator, a specific embodiment with the principle.

図1は本発明の縦軸マグナス円筒を採用した縦軸マグナス型風力発電機の正面図と平面図を示す。 Figure 1 shows a front view and a plan view of the vertical axis Magnus type wind power generator that employs a vertical axis Magnus cylinder of the present invention. 基礎9の上に基礎架構10を組み、その内に発電機8,変圧装置11を設置している。 Set a basic Frame 10 on the foundation 9, it has installed the generator 8, the transformer device 11 within it. マグナス円筒下部回転架台4の円周上に、マグナス円筒1a,1b,1c,1d(以下、個別に指定する必要がなければ各マグナス円筒1とする)が一定間隔で取り付けられている。 A Magnus cylinder lower rotating gantry 4 on a circle, Magnus cylinder 1a, 1b, 1c, 1d (hereinafter referred to as the Magnus cylinder 1 unless you need to specify separately) is attached at regular intervals. マグナス円筒の数は4基に限定されるのではなく、最適な基数を選定してよい。 Magnus number of cylinders is not limited to four, it may be selected an optimum radix. 各マグナス円筒1にはマグナス円筒自転軸2a,2b,2c,2d(以下、個別に指定する必要がなければ各マグナス円筒自転軸2とする)があり、各マグナス円筒はマグナス円筒自転軸2を中心に自転する。 Magnus cylinder rotation axis 2a Each Magnus cylinder 1, 2b, 2c, 2d has (hereinafter individually and each Magnus cylinder rotation axis 2 If you do not need to specify), the Magnus cylinder Magnus cylinder rotation axis 2 It rotates in the center. 各マグナス円筒1の上部は、マグナス円筒上部回転架台5に取り付けられている。 Top of each Magnus cylinder 1 is attached to the Magnus cylinder upper rotating gantry 5. マグナス円筒上部回転架台5、マグナス円筒下部回転架台4と各マグナス円筒自転軸2とは、マグナス円筒上部回転架台軸受13a,13b,13c,13d、マグナス円筒下部回転架台軸受12a,12b,12c,12dを介して固定されている。 Magnus cylinder upper rotating gantry 5, the Magnus cylinder lower rotating gantry 4 and each of the Magnus cylinder rotation axis 2, Magnus cylinder upper rotating gantry bearing 13a, 13b, 13c, 13d, Magnus cylinder lower rotating gantry bearing 12a, 12b, 12c, 12d It is fixed via a.
マグナス型風車部90は各マグナス円筒1、マグナス円筒上部回転架台5、マグナス円筒下部回転架台4等の各要素を連結させて一つの構造体とし、風速に対する剛性力を確保して回転する風車部である。 Magnus type wind turbine unit 90 each Magnus cylinder 1, Magnus cylinder upper rotating gantry 5, a single structure by connecting elements such as Magnus cylinder lower rotating gantry 4, windmill unit that rotates to secure a rigidity against wind it is.

A−A断面図は上から見た平面図を示す。 A-A sectional view shows a plan view from above. 発電機回転軸7は、マグナス型風車部90と発電機を機械的に連結するもので、各マグナス円筒1を固定するマグナス円筒下部回転架台4に取付けられている連結梁6a,6bに固定されている。 Generator rotational shaft 7 is for mechanically connecting the generator and Magnus type wind turbine unit 90, connection beam 6a that is attached to the Magnus cylinder lower rotating gantry 4 for fixing the Magnus cylinder 1 is fixed to 6b ing. 発電機回転軸7により、風車部90と発電機部80は機械的に連結され、風車部90が回転すれば発電機8を駆動し、交流電力を発生することができる。 The generator rotational shaft 7, the windmill portion 90 and the generator 80 are mechanically connected, it is possible to wind turbine 90 drives the generator 8 when rotated, to generate AC power.

各マグナス円筒1は各マグナス円筒自転軸2を軸として自転するため、マグナス円筒下部回転架台4の各マグナス円筒取り付部にはマグナス円筒を自転させるためのマグナス円筒自転用駆動装置60が設けられている。 Since each Magnus cylinder 1 to rotate each Magnus cylinder rotation axis 2 as an axis, and each Magnus cylinder with up portion of the Magnus cylinder lower rotating gantry 4 is provided with a Magnus cylinder rotation drive device 60 for rotating the Magnus cylinder ing. マグナス円筒自転用駆動装置60の形式は限定されないが、一般的に電動機が使用される。 Format Magnus cylinder rotation drive device 60 is not limited, generally the electric motor is used. マグナス円筒自転軸駆動用電動機63が回転するとマグナス円筒自転軸駆動側歯車62を介して、マグナス円筒自転軸側歯車61が回転してマグナス円筒1が自転する。 Magnus via Magnus cylinder rotation axis driving side gear 62 when the cylindrical rotation shaft driving electric motor 63 is rotated, Magnus cylinder 1 rotates Magnus cylinder rotation shaft side gear 61 rotates. 各マグナス円筒の自転数を制御する場合は、自転軸駆動用電動機63にインバータを設けて自転軸駆動用電動機63の回転数制御をおこなうことが可能である。 When controlling the rotation speed of the Magnus cylinder, it is possible to the inverter provided on the rotation shaft driving electric motor 63 performs rotational speed control of the rotation shaft driving electric motor 63. また、自転軸駆動用電動機63の回転数は一定とし、マグナス円筒自転軸側歯車61と自転軸駆動用電動機63との間に無段式の自動変速機を組み込むことによりマグナス円筒の自転数を制御することができる。 The rotation speed of the rotation shaft driving electric motor 63 is constant, the rotation speed of the Magnus cylinder by incorporating an automatic transmission of the continuously variable fashion between the Magnus cylinder rotation shaft side gear 61 and the rotation axis driving electric motor 63 it is possible to control.

縦軸マグナス型風力発電機の動作機構を説明するに当たり、マグナス力について説明する。 In describing the operation mechanism of the vertical axis Magnus type wind power generator, it is described Magnus force. 図2にマグナス力の発生メカニズムを示す。 Showing the generation mechanism of Magnus force in FIG. 回転する円柱1の上部では風速Vに回転円柱の周速度uが加算されて流速がV+uと速くなり、下部では風速Vから回転円柱の周速度uが減じられて流速がV−uと遅くなる。 Flow rate becomes fast and V + u is summed peripheral speed u of the rotary column is the wind speed V is at the top of the cylinder 1 rotating, slower flow rate and V-u the circumferential speed u of the rotary column is subtracted from the wind speed V is lower .
空気密度ρ、風速V、上部の静圧をp 、下部の静圧をp 、マグナス円筒の自転による周速度をuとすると、 Air density [rho, wind speed V, p 1 the upper part of the static pressure, p 2 lower static pressure, when the peripheral speed of rotation of the Magnus cylinder and u,
流体力学の基本法則である動圧と静圧の合計値は一定であるとのベルヌーイの定理は下記のように表せる。 Bernoulli's theorem of the sum of the dynamic pressure and the static pressure is a fundamental law of fluid dynamics is constant can be expressed as follows.
1/2ρ(V+u) +p =1/2ρ(V−u) +p (式1) 1 / 2ρ (V + u) 2 + p 1 = 1 / 2ρ (V-u) 2 + p 2 ( Equation 1)
単位面積に発生するマグナス力Lは L=p −p =1/2ρ(V+u) −1/2ρ(V−u) (式2) Magnus force L is L = p 2 -p 1 = 1 / 2ρ (V + u) 2 -1 / 2ρ (V-u) 2 generated in the unit area (Equation 2)
円筒自転角速度ω、円筒直径dとすると Cylindrical rotation angular velocity ω, and a cylindrical diameter d
u=ωd/2 (式3) u = ωd / 2 (Equation 3)
L=1/2ρ[(V+ω・d/2) −(V−ω・d/2) ]=ρVωd L = 1 / 2ρ [(V + ω · d / 2) 2 - (V-ω · d / 2) 2] = ρVωd
(式4)となり、マグナス力Lは風速V、円筒自転角速度ω、円筒直径dに比例する。 (Equation 4), and the Magnus force L is the wind speed V, a cylindrical rotational angular velocity omega, proportional to the cylinder diameter d.
本縦軸マグナス型風車においては、直径d一定の円筒を使用するマグナス円筒では、高さ方向の風速Vが同一ならば、マグナス円筒の高さ方向に発生するマグナス力は同一となる。 In this vertical axis Magnus type wind turbine, the Magnus cylinder using the diameter d constant of the cylinder, the wind speed V in the height direction if the same, Magnus force generated in the height direction of the Magnus cylinder is the same.

図3(a)は縦軸マグナス型風車を上から見た平面図で、縦軸マグナス型風力発電機の回転原理を示す。 3 (a) is a plan view from above of the vertical axis Magnus type wind turbine, showing the rotation principle of the vertical axis Magnus type wind power generator. イ方向に自転するマグナス円筒が平行な風速V中に置かれた場合、0゜から360゜のどの位置にあってもマグナス円筒には右方向のマグナス力Lが発生する。 If Magnus cylinder rotates in Lee direction is placed in parallel wind speed V, rightward Magnus force L is generated in the Magnus cylinder even from 0 ° to 360 ° which position. マグナス力Lは法線方向成分Lvと接線方向成分Lh(図中に太い実線矢印で示す)に分解することができる。 Magnus force L can be decomposed into normal component Lv and tangential component Lh (shown by the thick solid line arrows in the figure). 風車や発電機を回転させる回転モーメントは、マグナス力の接線成分Lhと発電機回転軸からの半径(r)の積Lh×rである。 Rotational moment which rotates the wind turbine and power generators is the product Lh × r radius (r) from the generator rotational axis and the tangent component Lh Magnus force. このため、マグナス円筒の各回転位置によるマグナス力の接線成分Lhが重要となる。 Therefore, the tangential component Lh Magnus force by the rotational position of the Magnus cylinder is important.

上流側半円部(270゜〜0゜〜90゜)のマグナス円筒に発生するマグナス力の接線成分Lhは縦軸マグナス型風車部を時計方向(ロ方向)に回転させるが、下流側半円部(90゜〜180゜〜270゜)のマグナス円筒に発生するマグナス力の接線成分−Lhは縦軸マグナス型風車部を反時計方向に回転させる。 Although tangential component Lh Magnus force generated Magnus cylinder of the upstream-side semicircular part (270 ° to 0 ° to 90 °) rotates the vertical axis Magnus type wind turbine unit clockwise (B direction), the downstream-side semicircular Magnus force tangential component -Lh occur Magnus cylinder parts (90 ° to 180 ° to 270 °) rotates the vertical axis Magnus type wind turbine unit in a counterclockwise direction. このため、上・下流での風速が同一ならば、上流側半円部のマグナス力による回転モーメントと下流側半円部のマグナス力による回転モーメントは互いに打ち消しあい風車は回転できない。 Therefore, if the wind speed is the same at the upstream and downstream, torque can not be canceled each other windmills rotate with respect to each other by Magnus force of rotation moment and the downstream semicircular section by Magnus force of the upstream semicircular section. しかし実際は、上流側半円部を通過した風は減速して下流側半円部に入るために、下流側半円部で発生するマグナス力は小さくなる。 In practice, however, because the wind which has passed through the upstream-side semicircular portion entering the downstream semicircular portion decelerates, Magnus force generated on the downstream side semicircular portion becomes small.

0°からの角度αの位置で発生する、マグナス力の接線方向成分Lhと法線方向成分Lvは下記のように表せる。 Occurs at the position of the angle α from 0 °, the tangential component Lh and normal component Lv Magnus force can be expressed as follows.
Lh=L×cosα (式5) Lh = L × cosα (Equation 5)
Lv=L×sinα (式6) Lv = L × sinα (Equation 6)
図3(b)は、横軸に0°からの角度αでのマグナス円筒の位置、縦軸は一基のマグナス円筒に発生する回転モーメントLh×rで、正は時計方向、負は反時計方向の回転モーメントを示す。 FIG. 3 (b), the position of the Magnus cylinder at an angle α from 0 ° to the horizontal axis and the vertical axis at a rotational moment Lh × r occurring Magnus cylinder one group, positive clockwise, negative counter-clockwise It indicates the direction of the rotation moment.
マグナス円筒に発生するマグナス力は、位置0°ではLh=L、位置90°と270°ではLh=0、位置180゜ではLh=−Lとなる。 Magnus force generated Magnus cylinder is positioned 0 ° In Lh = L, the position 90 ° and 270 ° in Lh = 0, the position 180 ° becomes Lh = -L. 実線は上流と下流との風損がなく同一とした場合を示す。 The solid line shows the case where the windage loss of the upstream and downstream were the same no.
下流側半円部のマグナス力は反時計方向の回転モーメントとなり、上流側半円部の回転モーメントと相殺し、風エネルギーを有効に活用しているとは言えない。 Magnus force of the downstream semicircular portion becomes counter-clockwise rotational moment, kill upstream semicircular section rotating moment and phase, it can not be said that effective use of wind energy. 上流側半円部と下流側半円部とのマグナス力による回転モーメントの相殺効果を防止するために、マグナス型風車部の真中に風速整流装置20を設置すると効果的がある。 In order to prevent effect of canceling the rotational moment due to Magnus force between the upstream semi-circular portion and the downstream semicircular portion, there is effective to install a wind rectification device 20 in the middle of the Magnus type wind turbine unit.

図4に風速整流装置20の一つの例である三角形型風速整流板21を設置した場合を示す。 It shows a case of installing the triangular wind straightening plate 21 which is one example of a wind rectifier 20 in FIG. 上流側半円部のマグナス円筒については時計方向(ロ方向)の回転モーメントを発生するが、下流側半円部のマグナス円筒には三角形型風速整流板21により風が直接当たらないようにカットされるため、下流側半円部での風速によるマグナス力Lは非常に小さくなり、反時計方向の回転モーメントの発生を防止できる。 Although for the Magnus cylinder of the upstream-side semicircular portion for generating a rotational moment in the clockwise direction (B direction), the wind is cut so as not hit directly by triangular wind rectifying plate 21 to the Magnus cylinder of the downstream-side semicircular portion because, Magnus force L caused by the wind speed at the downstream side semicircular portion becomes very small, thereby preventing the occurrence of counter-clockwise rotational moment.
むしろ下流側半円部では、風速によるマグナス力ではなく、マグナス円筒の回転による向かい風により幾らかのマグナス力が発生するが、向かい風によるマグナス力Lcは全て風車の回転中心方向に向かうために、風車の回転モーメントには影響を与えない。 Rather Downstream semicircular section, rather than the Magnus force by wind, because although some Magnus force is generated by the headwind by the rotation of the Magnus cylinder, Magnus force Lc by headwind is toward the center of rotation of all windmill, windmills It does not affect the rotation of the moment.
図4(b)にマグナス円筒の角度αの位置において発生する回転モーメントLh×rを示す。 Figure 4 shows the torque Lh × r generated at the position of the angle α of the Magnus cylinder in (b). 破線は風速整流装置20の設置により、上流の風速Vが下流では減速してV′になった場合の、反時計方向の回転モーメントを示す。 A broken line indicates the installation of the wind speed rectifier 20, if upstream wind speed V is became V 'and deceleration downstream, a rotation moment in the counterclockwise direction. 上・下流のマグナス力の接線方向成分の回転モーメントの積ΣLh×rにより風車は回転する。 The product ΣLh × r of rotational moment of the tangential component of the upstream and downstream of the Magnus force windmill is rotated. この破線を何処まで小さくできるかが、縦軸マグナス型風車の性能に大きい影響を与えることになる。 Or the dashed line can be reduced to where it will give a large effect on the performance of vertical axis Magnus type wind turbine.

風速整流装置20としては色々な構造があるが、基本的には縦軸マグナス型風車の中心部に柱状の構造体を設置すればよい。 There are various structures as wind rectification device 20, it may be installed a columnar structure in the center of the essentially vertical axis Magnus type wind turbine. その一例として図4(a)に示すように単純に二枚の板21を三角形になるように配置してもよい。 Simply may be arranged such that the two plate 21 in a triangular as shown in FIG. 4 (a) as an example. また図5(a)に示すように三角形の頂点から凸面の二枚の曲面板を左右に張り出した構造の凸面型風速整流板22としてもよい。 Also the two curved plates of the convex surface from the apex of the triangle may be convex type wind rectifying plate 22 of the structure that protrudes to the left and right as shown in Figure 5 (a). また、凹面の二枚の曲面板を左右に張り出した構造でもよい。 It may also be a structure overhanging a concave two curved plates on the left and right. これ等の風速整流板は、常に風上方向に風速整流板の頂点が向いている必要があるので、尾翼24等を設けて常時変動する風方向に追従するシステムにする必要がある。 This like wind rectification plate is always it is necessary to windward direction apex of wind rectification plate facing, it is necessary to the system to follow the wind direction varies constantly provided tail 24 or the like.
風向に影響を受けない全方位型の風速整流装置として、図5(b)に示すように円柱構造の円柱型風速整流装置23がある。 As omnidirectional wind rectification apparatus which is not affected by the wind direction, there is a cylindrical wind flow straightener 23 of the cylindrical structure as shown in Figure 5 (b). 円柱構造のために風向きがどのように変化しても円柱の下流側の風速は減速し、反時計方向の回転モーメントの発生を効果的に防止できる。 Wind speed downstream of the cylinder also changes how the wind for the columnar structures is decelerated, thereby preventing the occurrence of counter-clockwise rotation moment effectively.

三角形型風速整流板21、凸面型風速整流板22や凹面型風速整流板においては、整流板の三角形の頂角の角度θは図6(a)に示すように、風速に対して最適な角度になるように可変にして運用することができる。 Triangular wind rectifying plate 21, in the convex-type wind rectification plate 22 and the concave-type wind rectifying plate, the angle θ of the apex angle of the triangle of the current plate as shown in FIG. 6 (a), the optimum angle to the wind speed it is possible to operate in the variable to be.
風速整流板はマグナス型風力発電機が発電をしている時は有効であるが、台風等の強風時には大きい受圧面積になり、整流板自体の損壊や、風力発電機の転倒モーメントを大きくする。 Although wind rectifying plate is effective when Magnus type wind power generator is a generator, it becomes larger pressure receiving area at the time of strong wind of typhoon or, damage and the rectifier plate itself, increases the tipping moment of the wind power generator. これを防止するため、台風等の強風時には図6(b)に示すように二枚の整流板の受ける風圧が最小になるように、折りたたんで保護できる構造が良い。 To prevent this, as wind pressure at the time of strong winds typhoons receives the two rectifying plates as shown in FIG. 6 (b) is minimized, a good structure can be protected by folding is.

図14に横軸マグナス型風力発電機の正面図と側面図を示す。 Figure 14 shows a front view and a side view of a horizontal axis Magnus type wind power generator. 横軸マグナス型風力発電機について説明する。 It will be described the horizontal axis Magnus type wind power generator. 地上の基礎102に固定された支柱101の上端にナセル103がある。 There are nacelle 103 to the upper end of the column 101 fixed on the ground foundation 102. ナセル103は風の方向に自由に向くようになっている。 Nacelle 103 is adapted to freely oriented in the direction of the wind. ナセル103の中には発電機104が水平方向に設置されており、発電機の回転軸105の延長上のスピンナー106に複数のマグナス円筒110a,110b,110c,110dが放射状に取り付けられている。 Some nacelle 103 is installed in the generator 104 is a horizontal direction, a plurality of Magnus cylinder 110a to extend on the spinner 106 of the generator of the rotary shaft 105, 110b, 110c, 110d are attached radially. マグナス円筒の数は4枚に限定されるものではない。 Magnus number of cylinders is not limited to four. 各マグナス円筒の取り付け部111には電動機等のマグナス円筒自転用駆動機107があり、風速の中で、各マグナス円筒110a,110b,110c,110dを矢印イの方向に自転させることにより、マグナス円筒110a,110b,110c,110dに矢印ロ方向への回転力が発生する。 The mounting portion 111 of the Magnus cylinder has Magnus cylinder rotation driving device 107 such as an electric motor, in the wind speed, the Magnus cylinder 110a, 110b, 110c, by rotating the 110d in the direction of arrow b, Magnus cylinder 110a, 110b, 110c, rotational force in the arrow b direction to 110d is generated. このマグナス力と回転軸からの半径との積が回転モーメントとなり、風力発電機104を回転させる力となる。 The product of the radius from the Magnus force and the rotary shaft is a rotation moment, the force to rotate the wind turbine 104.
横軸型マグナス型風力発電機の優位な点は、地面から高い位置の良好な風を利用できる、マグナス円筒は回転角度のどの位置でも同方向の回転モーメントが発生する、広い範囲の風断面積が得られること等がある。 An advantage of the horizontal axis type Magnus type wind power generator can utilize good wind high position from the ground, Magnus cylinder rotational moment in the same direction is generated at any position of the rotation angle, a wide range Kazedan area there, etc. can be obtained.
しかし、縦軸型と比較して、発電機回転軸105の近くのマグナス力は回転モーメントが小さく発電に有効利用できない、回転により遠心力が働くために風が法線方向に向き風速を効果的に利用できない、スピンナー106に自転用駆動装置107が集中し、構造的に複雑になる等の短所がある。 However, compared to the vertical axis type, near the Magnus force of the generator rotational shaft 105 can not be effectively utilized for power generation small rotation moment, effective wind speed direction wind in the normal direction to the centrifugal force acts by rotation unavailable, rotation drive device 107 is concentrated on the spinner 106, there is a disadvantage such as to be structurally complex. また、保守作業も高所となり、容易ではない。 In addition, maintenance work also becomes high places, is not easy.

従来のマグナス円筒は単純な円筒状で、マグナス効果も小さく、発電効率も低いものであった。 Conventional Magnus cylinder is a simple cylindrical, Magnus effect is small, the power generation efficiency was low. しかし近年、同直径のマグナス円筒にスパイラル状のフィンを巻いたマグナス円筒がメカロ秋田により開発され、従来の単純な円筒状を凌ぐ効率が得られている。 However, in recent years, Magnus cylinder wound spiral fins Magnus cylinder of the same diameter developed by Mekaro Akita, efficiency over conventional simple cylindrical shape is obtained. この同直径のマグナス円筒にスパイラルフィンを巻きつけるスパイラルフィン型マグナス円筒は、本発明の縦軸型マグナス円筒にも採用できる。 This Magnus cylinder of the same diameter winding a spiral fin spiral fin Magnus cylinder, it can also be employed in the vertical axis type Magnus cylinder of the present invention.

図7(a)にマグナス円筒1にスパイラルフィン31を巻きつけた、縦軸スパイラルフィン型マグナス円筒30の例を示す。 Wound spiral fins 31 to the Magnus cylinder 1 FIG. 7 (a), the illustrating an example of a longitudinal axis spiral fin Magnus cylinder 30. 図7(b)に縦軸スパイラルフィン型マグナス円筒30を使用した縦軸マグナス型風力発電機の正面図を示す。 Figure 7 shows a front view of a vertical axis Magnus type wind power generator using the vertical axis spiral fin Magnus cylinder 30 (b).
横軸マグナス型風力発電機に使用されるスパイラルフィン型マグナス円筒の効果は、マグナス円筒の一端を支持して回転するため、遠心力による円筒に沿って放射線方向に流れる空気流を阻止して効果的にマグナス力を発生させる効果を狙っている。 The effect of the spiral fin type Magnus cylinder used in the horizontal axis Magnus type wind power generator, for rotation by supporting one end of the Magnus cylinder, and prevents the air flow in the radial direction along the cylindrical due to centrifugal force effects to aiming the effect of generating the Magnus force. これに対して、本発明の縦軸スパイラルフィン型マグナス円筒31の効果は、放射線方向の空気流は発生しないために、マグナス円筒に対して直角に流れる周囲の空気流れを積極的に捉えるのが主たる目的である。 In contrast, the effect of the vertical axis spiral fin Magnus cylinder 31 of the present invention, in order to radiation direction of the air flow does not occur, that capture the air flow around the flow at right angles to the Magnus cylinder aggressively which is the main purpose.

図8に縦軸スパイラルフィン型マグナス円筒30と同様の効果を持つ縦軸スパイラル胴型マグナス円筒32を示す。 It shows a vertical axis spiral cylinder type Magnus cylinder 32 having the same effect as the vertical axis spiral fin Magnus cylinder 30 in FIG. 8. このマグナス円筒はスパイラルフィン31の代わりに、異径円筒にスパイラル状の段差溝33をつけた胴構造にすることによりスパイラルフィン31と同様の効果を得るものである。 The Magnus cylinder instead of the spiral fins 31, is intended to obtain the same effect as the spiral fin 31 by the cylinder structure with a spiral stepped groove 33 on the different-diameter cylinder. 薄い板状のスパイラルフィン31を取り付ける必要がないために、異物の飛来によりフィンが曲がったり外れたりすることがなく、フリーメンテナンス構造で高い風速に対しても強度を持つ。 Since there is no need to install a thin plate-like spiral fins 31, without having to come off or bent fins by flying foreign matter, with strength against high wind speed free maintenance structure. 製造面においては標準翼を一体成型で製造することも可能で、量産コストも期待でき、製造コストも安くなる。 It is also possible to manufacture integrally molded standard wings in manufacturing, production costs can be expected, production cost is cheaper.

マグナス円筒を数段に区切り、風速の高い上部は直径の大きい円筒、風速の低い下部には直径の小さい円筒にしてマグナス円筒自転軸2に直列に連結する構成にする。 Separate Magnus cylinder in several stages, high wind speeds top in large cylindrical lower low velocity of diameter a configuration for connecting in series to the Magnus cylinder rotation axis 2 in the small cylinder diameter. 台風等の強風時には上部マグナス円筒を下げ、その内部に直径の小さい下部マグナス円筒を収納する。 The strong winds typhoon or lowering the upper Magnus cylinder, accommodating the smaller lower Magnus cylinder diameter therein. 図9にマグナス円筒を2分割にした例を示す。 Figure 9 shows an example in which the Magnus cylinder divided into two parts. (a)は発電時、(b)は強風時を示す。 (A) shows the time of power generation, the time of (b) is a strong wind. 強風時には上部のマグナス円筒1aaを下げて、下部のマグナス円筒1abを上部マグナス円筒1aaの内部に収納する。 The strong winds lower the top of the Magnus cylinder 1aa, housing a lower portion of the Magnus cylinder 1ab inside the upper Magnus cylinder 1aa. 他のマグナス円筒1b,1c,1dも同様な構造とする。 Other Magnus cylinder 1b, 1c, 1d also a similar structure.

上部のマグナス円筒1aaを上・下させる機構としては、 The mechanism for the upper and Do the top of the Magnus cylinder 1aa,
図9に示すように、上部回転架台5の上にマグナス円筒巻上用ウインチ47を設置して、上部マグナス円筒1aa,1ba,1ca,1daをマグナス円筒巻上用ワイヤー48a,46b,48c,48dとマグナス円筒巻上用滑車49a,49b,49c,49dで吊上げたり、吊降ろしたりする方式。 As shown in FIG. 9, by installing a Magnus cylinder hoisting winch 47 on the upper rotating gantry 5, upper Magnus cylinder 1aa, 1ba, 1ca, wires 48a for the upper Magnus cylinder winding 1 da, 46b, 48c, 48d a Magnus cylinder hoisting pulley 49a, 49b, 49c, or lifting at 49d, scheme or down suspended.
図10に示すように、上部マグナス円筒1aa(1ba,1ca,1daも同様)の内部に昇降用電動機43a、昇降装置側歯車42aとマグナス円筒軸側歯車41aを設け、昇降用電動機43aを回転させると歯車41a,42aの回転によりマグナス円筒自転軸2aaの周囲に設けた溝機構45aと,歯車41aの内部に設けた溝46aの噛合いにより、上部マグナス円筒1aaがマグナス円筒自転軸2aaに沿って上・下に移動するラック・ピニオン方式等がある。 As shown in FIG. 10, upper Magnus cylinder 1aa inside the lift electric motor 43a of (1ba, 1ca, 1 da as well), the lifting device side gear 42a and Magnus cylinder axis side gear 41a provided to rotate the elevating motor 43a a gear 41a, a groove mechanism 45a provided around the Magnus cylinder rotation axis 2aa by rotation of 42a, the meshing groove 46a provided inside of the gear 41a, and the upper Magnus cylinder 1aa is along the Magnus cylinder rotation axis 2aa there is a rack and pinion system or the like to be moved in place on the top and bottom. ウインチ方式は構造が単純なために製造コストの低減が期待できる。 Winch system can be expected reduction in manufacturing cost because the structure is simple. 一方ラック・ピニオン方式は任意の位置に固定できるために、無人で遠隔地に設置した風力発電機を自動的に遠隔操作するのに適している。 Meanwhile rack and pinion system in order to be fixed at an arbitrary position, it is suitable for automatically remotely control the wind power generator installed in a remote location unattended.

従来、風力発電機の設置上の大きい制約条件として風況が適した地域は、島や山上等の風力発電機の設置に不便な場所が多く、横軸プロペラ型風力発電機では一本のプロペラを分解して輸送ができないために大型機の設置が難しい面があった。 Traditionally, areas where the wind situation is suitable as a big constraint on the installation of a wind power generator, is inconvenient location to many installation of wind turbines, such as islands and the mountain, one of the propeller in the horizontal axis propeller-type wind power generator the installation of large machines there has been a difficult surface for can not be decomposed and transport. しかし、本縦軸マグナス型風力発電機の場合、マグナス円筒を数個に分割した構造にすることが可能である。 However, in the case of this longitudinal axis Magnus type wind power generator, it is possible to structure divided into several Magnus cylinder. このため、マグナス型風力発電機を孤島や山上の輸送が困難な場所に設置する場合には、マグナス円筒を分解して輸送し、現地でボルトナットや溶接により接合して組み立てられるので、大型機の設置が可能となる。 Therefore, when the Magnus type wind power generator transport islands and mountain installed in difficult locations, and transported to decompose the Magnus cylinder, since it is assembled by joining by bolts and nuts, welding on site, large machines installation is possible.

風力発電機は、発電機で発電する電力周波数を一定値にする必要があるために発電機の回転数を一定回転数に制御して運用する方式がある。 Wind turbine, there is a method to be operated while controlling a constant rotational speed a rotational speed of the generator power frequency generated by the power generator due to the need to maintain a constant value. 縦軸マグナス型風車を採用した場合、マグナス円筒の自転数の増減制御を行うことにより発生するマグナス力による回転モーメントを制御し、発電機の回転数が一定になるように制御することができる。 When employing the vertical axis Magnus type wind turbine, it is possible to control the rotation moment by Magnus force generated by performing the rotation speed of the increase and decrease control of the Magnus cylinder is controlled so that the rotation speed of the generator is constant.
図11に発電機の回転数制御の方法を示す。 It shows a method for speed control of the generator in FIG. 11. 風速に対する制御値である定格回転数に対して、実測回転数が多いか少ないかにより、マグナス円筒の自転数を増減させて、風車と発電機の回転数を調整する。 The rated rotational speed is controlled value for the wind speed, depending on whether or measured rotational speed is large small, increase or decrease the rotation speed of the Magnus cylinder, adjusting the rotational speed of the wind turbine and the generator. 一般的に、回転数が定格回転数よりも低い場合は、自転数を増加させ、回転数が定格回転数よりも高い場合は、自転数を減少させる。 Generally, when the rotation speed is lower than the rated rotational speed increases the rotational speed, when the rotation speed is higher than the rated rotational speed decreases the rotation number. この方法により発電機の発電する電力の周波数制御が可能となる。 It is possible to frequency control of the electric power generated in the generator by this method.

縦軸マグナス型風車の運用では、台風等の強風時には、マグナス円筒の自転を停止させて発電機の運転自体を停止するのが一般的である。 The operation of the vertical axis Magnus type wind turbine, at the time of strong wind typhoon etc., it is common to stop the operation itself of the generator to stop the rotation of the Magnus cylinder. 実施例3に示したマグナス円筒の収納方式とこの運用方法を併用することにより、従来の横軸プロペラ型風力発電機と比較して、縦軸マグナス型風力発電機は台風等の強風に非常に耐力のある風力発電機となる。 The combined use of this operation method and storage method of Magnus cylinder shown in Example 3, as compared with the conventional horizontal axis propeller-type wind power generator, and the vertical axis Magnus type wind power generator is very strong winds of the typhoon, etc. a wind power generator with strength.
さらに、保守点検時には風車を停止させる必要があるが、プロペラ型風力発電機や他の縦軸型風力発電機では、安全確保のために風により風車が自然に回転しないような強力なブレーキ機構を必要とする。 Further, although the time of maintenance it is necessary to stop the wind turbine, the propeller wind generators and other vertical axis type wind power generator, a strong brake mechanism as windmills does not rotate spontaneously by air for safety I need. しかし、縦軸マグナス型風力発電機の場合は、マグナス円筒の自転を停止すると風車の回転モーメントは全く発生しない。 However, in the case of the vertical axis Magnus type wind power generator, the rotational moment of the wind turbine when stopping the rotation of the Magnus cylinder does not occur at all. また、左右のマグナス円筒の空気抵抗は同一であるため、抗力による回転モーメントは互いに相殺し、抗力によって風車部が回転する恐れもない。 Further, since the air resistance of the right and left Magnus cylinder are identical, the rotational moment due to drag cancel each other, the wind turbine unit is also no possibility of rotation by drag. このため、風車の強力なブレーキ機構は必要なく、簡単な回転防止のロック機構を持てば十分である。 Therefore, a strong brake mechanism of the wind turbine is not required, it is sufficient to able to have a locking mechanism of a simple anti-rotation.

縦軸型マグナス風力発電機の各マグナス円筒は、基本的には全て同一自転数で回転するために、マグナス円筒の自転用駆動装置は必ずしもマグナス円筒毎に取付ける必要はなく、マグナス風車部の中心に設置した一つの自転用駆動装置から、各グナス円筒自転軸2が自転できるように、歯車やベルト等により駆動力を伝達しても良い。 Each Magnus cylinder of vertical axis type Magnus wind turbine in order to rotate at all the same rotation speed basically,-rotating drive of Magnus cylinder need not necessarily be attached to each Magnus cylinder, the center of the Magnus wind turbine unit from one-rotating drive device installed in, such that each Gunasu cylindrical rotation shaft 2 can rotate, may transmit a driving force by a gear or a belt or the like. 特に小型の縦軸マグナス型風力発電機においては、各マグナス円筒の自転用駆動装置の費用割合が大きくなるために、各マグナス円筒の自転用駆動装置60を共用化して一つの駆動装置に集約して、自転用駆動装置の簡素化を図ることは、コストダウン面で必要である。 Particularly in the small vertical axis Magnus type wind power generator, to cost ratio of-rotating drive of the Magnus cylinder increases, aggregated into a single drive by sharing the-rotating driving device 60 of the Magnus cylinder Te, the simplified-rotating drive device is required in cost surface.
自転用駆動装置60を簡素化するため、風力発電機の発電機8を各マグナス円筒1の自転用駆動装置としても使用することができる。 To simplify-rotating driving device 60 can be used a generator 8 of the wind power generator as-rotating drive of the Magnus cylinder 1.

図12にその一例を示す。 Figure 12 shows an example thereof. 発電機8は誘導式発電機を使用し、風車の起動時には電動機としても機能する。 Generator 8 uses an induction generator, at startup of the wind turbine also functions as an electric motor. 各マグナス円筒各自転軸2はマグナス円筒下部回転架台4と下部回転架台軸受12a,12b,12c,12dを貫通し、その下端部にマグナス円筒自転軸側歯車51a,51b,51c,51dが取付けられている。 Each Magnus cylinder each rotation shaft 2 penetrates Magnus cylinder lower rotating gantry 4 and a lower rotating gantry bearing 12a, 12b, 12c, and 12d, Magnus cylinder rotation shaft side gear 51a at its lower end, 51b, 51c, 51d is attached ing. 基礎架構10には固定されたマグナス円筒自転駆動側歯車50があり、マグナス円筒自転軸側歯車51a,51b,51c,51dと歯車を介して駆動するように連結されている。 There is Magnus cylinder rotation drive side gear 50 fixed to the foundation Frames 10, Magnus cylinder rotation shaft side gear 51a, 51b, 51c, 51d and through the gear is coupled to drive.
縦軸マグナス型風車の起動時には誘導発電機8は系統電力を使用して電動機として機能し、マグナス型風車部90を回転させる。 The startup ordinate Magnus type wind turbine induction generator 8 functions as a motor by using the grid power, rotating the Magnus type wind turbine section 90. マグナス型風車部90が回転すると、マグナス円筒自転駆動側歯車50は基礎架構10に固定されているので、それに歯車を介して接触するマグナス円筒自転軸側歯車51a,51b,51c,51dが回転し、各マグナス円筒自転軸2および各マグナス円筒1が自転する。 When Magnus type wind turbine 90 is rotated, Magnus cylinder rotation drive side gear 50 are fixed to the foundation Frames 10, it Magnus cylinder rotation shaft side gear 51a which contacts through a gear, 51b, 51c, 51d are rotated each Magnus cylinder rotation axis 2 and the Magnus cylinder 1 rotates.
マグナス型風車部90が定格回転数で回転し、各マグナス円筒が風速を受けて、自ら発生するマグナス力による回転モーメントでマグナス型風車部90を回転できるようになれば、誘導発電機8は電動機としての機能をやめて発電機としての機能に切り替わる。 Magnus type wind turbine 90 is rotated at a rated speed, the Magnus cylinder receiving wind speed, if it possible to rotate the Magnus type wind turbine section 90 at a rotational moment by Magnus force themselves generated, induction generator 8 electric motor stop the function of the switches to function as a generator. このような簡素な自転機構は、風力発電システム全体の簡素化を目指したものであり、小型機に採用すればコストダウンに有効である。 Such simple rotation mechanism, which has aimed at simplifying the entire wind power generation system, is effective in cost reduction by adopting a small aircraft.

図13にはマグナス円筒の自転数をより精度よく制御するためにマグナス円筒自転駆動用歯車50と各マグナス円筒自転軸側歯車51a,51b,51c,51dの後に自動変速装置52を介して、各マグナス円筒1の自転数を制御する機構を示す。 Magnus cylinder rotation drive gear 50 and the Magnus cylinder rotation shaft side gear 51a in order to control more accurately the rotation speed of the Magnus cylinder in FIG. 13, 51b, 51c, via the automatic transmission 52 after 51d, each It shows a mechanism for controlling the rotation speed of the Magnus cylinder 1. 例えば、風車の回転数が低下し始めたとき、各マグナス円筒1の自転数を増加させることにより風車の回転数を増加させる場合には、自動変速装置52に自転数増加の指令を与えることにより達成できる。 For example, when the rotational speed of the windmill begins to fall, when increasing the rotation speed of the wind turbine by increasing the rotation number of the Magnus cylinder 1, by giving a command for rotation speed increases to the automatic transmission 52 It can be achieved. 自動変速装置52としては無段変速機のような連続式の速度調整が可能な装置でもよいし、流体継手を使用してもよい。 It The automatic transmission 52 may be a continuous speed adjustment device capable of, such as a continuously variable transmission, it may be used a fluid coupling.

縦軸マグナス型風車の欠点としてマグナス円筒回転円周の後流側では、風車を逆方向に回転させるマグナス力が発生する。 In the downstream side is Magnus cylinder rotating circumference as drawbacks of the vertical axis Magnus type wind turbine, Magnus force for rotating the wind turbine in the reverse direction is generated. これを防止するために請求項2では風速整流装置20の設置を提案した。 According to claim 2 in order to prevent this proposed installation of wind rectifier 20. しかし、風速整流装置20は積極的に風速を利用するものではないため、風の向きの影響を受けずに、風速整流装置20の効果とともに風速をも積極的に利用して発電させるために、従来の縦軸型風力発電機と縦軸マグナス型風力発電機とを複合化した風力発電機を発明した。 However, since the wind velocity rectifier 20 does not utilize actively wind speed, without being affected by the wind direction, in order to generate electricity by actively using wind speed with the effect of wind speed rectifier 20, a conventional vertical axis type wind power generator and the vertical axis Magnus type wind power generator invented wind generator complexed.
具体的な風力発電機の構成としては、縦軸マグナス型風力発電機において、マグナス型風車部の中心部に、縦軸マグナス型風車の回転軸と発電機を同一とした縦軸抗力型風車を設け、縦軸マグナス型風車と縦軸抗力型風車を一つの風力発電機とし運用できる一体化した構成とした。 The structure of specific wind turbines in the vertical axis Magnus type wind power generator, the heart of the Magnus type wind turbine unit, the vertical axis drag type windmill is identical to the rotation axis of ordinate Magnus type wind turbine generator to provided, and the vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis drag type windmill as one of the wind power generator to a structure in which integrated that can be operated.
揚力型風車と抗力型風車を複合化(ハイブリッド化)することにより、起動性の向上、低風速域から高風速域の広い範囲で発電できる機能のみならず、縦軸抗力型風車が後流部のマグナス円筒に対して風速整流板としても機能し、後流部でのマグナス円筒が逆方向の回転モーメントを発生するのを防止する効果がある。 By a lift type windmill and drag type windmill complexing (hybridization), improving starting performance, functions not only can power from low wind speeds in a wide range of high wind speeds, later ordinate drag type windmill flow section also functions as a wind rectifying plate relative to Magnus cylinder, Magnus cylinder at the downstream portion is effective to prevent occurrence of a reverse torque. 複合化できる縦軸抗力型風車としてはサボニウス型風車、ロータ型風車、クロスフロー型風車等がある。 Savonius wind turbine as ordinate drag windmill capable composite rotor windmill, there is cross-flow wind turbine or the like.

実施例6ではサボニウス型風車と縦軸マグナス型風車を同一回転軸と同一発電機とで一体化して複合化した風車の例を示す。 The Savonius windmill and vertical Magnus type wind turbine in Example 6 are integrated in the same rotation axis in the same power generator shows an example of a wind turbine complexed. 図15にその原理を示す。 Figure 15 shows the principle. 図15(a)において、3基のマグナス円筒1a,1b,1cを円周上に等角度で配し、その間に3枚のサボニウス型羽根70a,70b,70cを配置する。 In FIG. 15 (a), Magnus cylinder 1a of 3 groups, 1b, arranged at equal angles to 1c on the circumference, arranged between the three Savonius type blades 70a, 70b, a 70c. 3基のマグナス円筒と3枚のサボニウス型羽根は各風車の共通の発電機回転軸7を中心に回転する。 Magnus cylinder and three Savonius type feather 3 groups rotate about a common generator rotational shaft 7 of the wind turbine. サボニウス型風車の羽根は0゜〜180゜の間は風(ハ)を受けて時計方向の回転モーメントを発生する。 Savonius type windmill blades is between 0 ° and 180 ° generates a rotational moment in the clockwise direction before the wind (C). しかし、180゜〜360゜の間は風の流れに対して抵抗体となり反時計方向の回転モーメントを発生する。 However, between 180 ° and 360 ° generates a rotation moment in the counterclockwise direction becomes resistance to the flow of the wind. しかし、回転の中心部に風が通過する開口部を設けることにより0゜〜180゜の間では、羽根を通過した風(ニ)は180゜〜360゜の間の羽根の凹面に入り込み、羽根を押すことにより空気抵抗と釣り合い反時計方向の回転モーメントを減少させる効果がある。 However, between 0 ° and 180 ° by providing an opening which wind passes in the center of the rotation, wind which has passed through the blades (d) penetrates the concave surface of the blade between 180 ° to 360 °, the blade the effect of reducing the torque of the air resistance and the balance counterclockwise direction by pressing.
0゜の位置のマグナス円筒1aは右向きのマグナス力が発生して時計方向に回転する。 Magnus cylinder 1a of 0 ° position is rotated clockwise Magnus force rightward is generated. 120゜のマグナス円筒1bと240゜のマグナス円筒1cは夫々サボニウス型羽根70a,70cの下流となり風速の影響を受けないために、反時計方向に回転するマグナス力は発生しない。 For 120 ° Magnus cylinder 1b and 240 ° Magnus cylinder 1c is not affected by the wind speed becomes each Savonius type blades 70a, 70c downstream, Magnus force which rotates in the counterclockwise direction does not occur.

図15(b)は時計方向に60°回転した状態である。 Figure 15 (b) is a state of being rotated 60 ° clockwise. 60°の位置のマグナス円筒1a、300°の位置のマグナス円筒1cは右向きのマグナス力が発生して時計方向に回転する。 60 Magnus cylinder 1c position Magnus cylinder 1a, 300 ° positions ° rotates clockwise Magnus force rightward is generated. 180°のマグナス円筒1bは夫々サボニウス型羽根70a,70bの下流となり風速の影響を受けないために反時計方向に回転するマグナス力は発生しない。 180 ° Magnus cylinder 1b is not Magnus force which rotates in the counterclockwise direction in order not affected by the wind speed becomes each Savonius type blades 70a, downstream of 70b generates. また、サボニウス型羽根70a,70cは風(ハ)を受けて時計方向に回転する。 Further, Savonius type blades 70a, 70c are rotated in the clockwise direction before the wind (C). サボニウス型羽根70aを通過した風(ニ)は、サボニウス型羽根70bの背面を押すように働き、その空気抵抗を打ち消す。 Wind passing through the Savonius type blade 70a (d) serves to press the back of the Savonius type blades 70b, cancel the air resistance.
図16に縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機の正面図、平面図の一例を示す。 Front view of a vertical axis Savonius / Magnus type composite wind power generator in FIG. 16 shows an example of a plan view.
正面図より明らかなように、後流側のマグナス円筒は常時サボニウス型羽根に遮られて風が当たらないように配置されている。 As is apparent from the front view, Magnus cylinder on the downstream side is arranged so as not to hit the wind is blocked always Savonius type blades.

縦軸抗力型風車の代表的なサボニウス型風車は、小さい風速でも回転できるが、羽根の周速度を風速以上に高くできないためにパワー係数は低い。 Representative Savonius type windmill ordinate drag type windmill, can be rotated in small wind speed, the power factor can not be increased circumferential speed of the blade than the wind speed is low. 一方、縦軸マグナス型風車は揚力型であり、周速度を風速以上に高くできるためにパワー係数は高い。 On the other hand, the vertical axis Magnus type wind turbine is lift type, power factor is higher in order to be able to increase the peripheral velocity than wind. このように双方の風車は互いに特性が異なっているため、複合化により互いの欠点を補完し合える。 Thus for both wind turbines have characteristics different from each other, dress complement each other disadvantages by complexation.
例えば、サボニウス型風車は低風速で起動できるために起動時にはサボニウス風車が主要駆動源となり、縦軸マグナス型風車をも起動させる。 For example, Savonius type wind turbine Savonius wind turbine at startup in order to be started at a low wind speed is the main drive source, also activates the vertical axis Magnus type wind turbine.
一方、風速が大きくなると縦軸マグナス型風車が主要駆動源となり、この時は、サボニウス型風車は、風車の機能よりも風速整流板としての機能をはたすことになる。 On the other hand, the wind speed is the vertical axis Magnus type wind turbine is a major driving source increases, at this time, Savonius windmill will serve as a wind rectifying plate than the function of the wind turbine.
しかし、サボニウス型風車は周速比を1以上で運転できないために、サボニウス風車と縦軸マグナス型風車の回転軸や発電機が同一の場合は、縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機の周速比は1を大きく超えて運転することはできないため、中・高風速域ではマグナス型風力発電機の特性を十分に生かせない。 However, in order Savonius type windmill is not able to drive a peripheral speed ratio of 1 or more, if Savonius wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine shaft and the generator are the same, circumference of the vertical axis Savonius / Magnus type composite wind turbine since speed ratio can not be operated well beyond the 1, not sufficiently Ikase characteristics of Magnus type wind power generator in medium and high wind speeds. このため、同軸・同一発電機方式の縦軸サボニウス/マグナス型複合型風力発電機は比較的風速が低い地域に適した風力発電機になる。 Therefore, the longitudinal axis of the coaxial and the same generator system Savonius / Magnus type composite type wind power generator becomes relatively wind turbine the wind speed suitable for low areas.

図17に縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機で2枚のサボニウス羽根とマグナス円筒2基を組み合わせた簡素な構造のケースを示す。 It shows the case of a simple structure that combines two Savonius blades and Magnus cylinder 2 groups with vertical axis Savonius / Magnus type composite wind generator in FIG. 図17(b)に示すように180゜から270゜にかけてはサボニウス羽根の風速整流効果がなくなり、この領域ではマグナス円筒に反時計回転方向のマグナス力が発生する。 There is no wind rectification effect of Savonius vane toward 270 degrees from 180 degrees as shown in FIG. 17 (b), in this region Magnus force counterclockwise direction in Magnus cylinder occurs. このため低コストとなるが、性能は3枚羽根の縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機よりも若干低下する。 Therefore a low-cost but the performance is slightly lower than the longitudinal axis Savonius / Magnus type composite wind turbines 3 vanes.

図18にロータ型風車と縦軸マグナス型風車とを同一回転軸と同一発電機とで一体化して複合化した例を示す。 Integrating the rotor windmill and a vertical axis Magnus type wind turbine with the same rotation axis in the same power generator 18 shows an example of composite with. 図18(a)は、マグナス円筒3基と3枚のロータ型羽根とを組み合わせた構造である。 Figure 18 (a) is a structure in which a combination of a Magnus cylinder 3 groups and three rotor blades. 0゜の位置のマグナス円筒1aは右向きのマグナス力L=Lhが発生して時計方向に回転する。 Magnus cylinder 1a of 0 ° position is rotated clockwise by generation Magnus force L = Lh rightward. 120゜のマグナス円筒1bと240゜のマグナス円筒1cは夫々ロータ翼71a,71cの下流となり風速の影響を受けないために反時計方向に回転するマグナス力は発生しない。 120 ° Magnus cylinder 1b and 240 ° Magnus cylinder 1c is Magnus force which rotates in the counterclockwise direction in order not affected by the wind speed becomes downstream of each rotor blade 71a, 71c is not generated. また、ロータ型羽根71aは風(ハ)を受けて時計方向に回転する。 The rotor-type blade 71a is rotated in the clockwise direction before the wind (C). また、ロータ型羽根71b,71cは空気抵抗を受けるのみであるが、風上が凸面のために空気抵抗自体は低い。 The rotor vanes 71b, 71c are only subjected to air resistance, air resistance itself to windward of convex lower.

図18(b)は時計方向に60゜回転した状態である。 Figure 18 (b) is a state of being rotated 60 degrees clockwise. 60゜の位置のマグナス円筒1a、300゜の位置のマグナス円筒1cは右向きのマグナス力Lが発生して円周方向成分Lhにより時計方向に回転する。 60 ° position of the Magnus cylinder 1a, 300 ° position of the Magnus cylinder 1c is rotated in the clockwise direction by the circumferential component Lh Magnus force rightward L occurs. 180゜のマグナス円筒1bはロータ型羽根71a,71bの下流となり風速の影響を受けないために反時計方向に回転するマグナス力は発生しない。 180 ° Magnus cylinder 1b is Magnus force which rotates in the counterclockwise direction in order not affected by the wind speed becomes the downstream of the rotor vanes 71a, 71b does not occur. また、ロータ型羽根71a,71cは風(ハ)を受けて時計方向に回転する。 The rotor vanes 71a, 71c is rotated in a clockwise direction before the wind (C). ロータ型羽根で仕事をした風は、そのまま後ろに流される。 Wind was working in the rotor type blade, as it is flowed back.
性能は縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機より若干低下するが、低コスト化が可能で、比較的風速が低い地域に適した風力発電機になる。 Performance is slightly lower than the vertical axis Savonius / Magnus type composite wind power generator, costs can be reduced, a relatively wind turbine the wind speed suitable for low areas.

縦軸マグナス型風力発電機において、マグナス型風車部の中心部に、縦軸マグナス型風車よりも風車回転直径が小さく、縦軸マグナス型風車の回転軸と軸心中心線は同一とするが、回転軸と発電機は別とした縦軸抗力型風車を取り付け、縦軸マグナス型風車と縦軸抗力型風車が別々に発電できるように複合化することができる。 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the heart of the Magnus type wind turbine unit, a small wind turbine diameter than the vertical axis Magnus type wind turbine, the rotation axis and the axial center line of the vertical axis Magnus type wind turbine is the same, rotary shaft and the generator fitted with a vertical axis drag type windmill as separate, vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis drag type windmill can be complexed to allow power separately. この効果として、低風速域では縦軸抗力型風車、高風速域では縦軸マグナス型風車の特性を生かせて発電できるのみならず、縦軸抗力型風車がマグナス円筒に対して風速整流板としても機能し、後流部でマグナス円筒の逆方向回転モーメントの発生を防止することができる。 As this effect, the vertical axis drag type windmill in a low wind speeds, at high wind speeds can not only generate power Ikase the characteristics of the vertical axis Magnus type wind turbine, the longitudinal axis drag type wind turbines as wind rectifying plate relative to Magnus cylinder functioning, the occurrence of reverse rotation moment Magnus cylinder in the downstream portion can be prevented. 複合化できる縦軸抗力型風車としてはサボニウス型風車、ロータ型風車、クロスフロー型風車等がある。 Savonius wind turbine as ordinate drag windmill capable composite rotor windmill, there is cross-flow wind turbine or the like.

図19に示す縦軸クロスフロー/マグナス型複合風力発電機は、縦軸マグナス型風車90の中心部にクロスフロー型風車73を別回転軸74、別発電機81を持つように複合化したものである。 The vertical axis cross-flow / Magnus type composite wind power generator shown in FIG. 19, another rotary shaft 74 of the cross flow type windmill 73 in the center of the vertical axis Magnus type wind turbine 90, those complexed to have a different generator 81 it is.
図19のD−D断面図に示すように、クロスフロー型風車73は細長い湾曲状短冊の羽根75を上・下の円板外周縁部に適当な角度を付けて等間隔に多数設け、外部の風を羽根の隙間から内部空洞部を風(ホ)が貫流して、風下の羽根の隙間から外部へ排出(ヘ)しつつ、一定方向(ここでは時計方向)へ回転する。 As shown in D-D sectional view of FIG. 19, a number provided at equal intervals with the appropriate angle vanes 75 of the cross-flow wind turbine 73 is elongated curved strip on the disc outer peripheral edge of the upper and lower, outer of the internal cavity from the gap of the blades wind flow through the wind (e), while the discharge from the gap between the downwind blade to the outside (f), a predetermined direction (here, clockwise) to rotate to. マグナス型風車90の中心部に設置しているのでクロスフロー型風車73はマグナス型風車90の後流部の風速をカットし、マグナス型風車90の後流部のマグナス円筒に発生する反時計方向に回転させるマグナス力の発生防止機能をも併せ持つ。 Since installed in the center of the Magnus type wind turbine 90 cross-flow wind turbine 73 cuts the velocity of the downstream portion of the Magnus type wind turbine 90, the counterclockwise direction generated on the Magnus cylinder of the downstream portion of the Magnus type wind turbine 90 also it combines prevention function of the Magnus force for rotating the. クロスフロー型風車73は全方位からの風を受けて回転することができるため、マグナス型風車90に対して、風向きの影響を受けない円柱型風速整流装置の効果を持つ。 For cross-flow wind turbine 73 that can be rotated by the wind from all directions, with respect to Magnus type wind turbine 90 has the effect of cylindrical wind rectifier which is not influenced by the wind direction.

クロスフロー型風車は風の上流域の左半分0゜〜180゜の風は風車の回転力として利用できるが、右半分180゜〜360゜の風はクロスフロー型風車の回転力としては利用できない。 Although cross-flow wind turbine half left upstream region of the wind 0 ° to 180 ° wind can be utilized as the rotational force of the wind turbine, the right half 180 ° and 360 ° wind not available as a rotational force of the cross-flow wind turbine . クロスフロー型風車は回転数が低いが、起動トルクが大きくて低風速でも容易に自己起動ができる、回転トルクが大きく、低騒音という特性がある。 Although cross-flow wind turbine has a low rotational speed, can be easily self-starting in large low wind speed starting torque, large rotary torque is a characteristic that low noise. このようなクロスフロー型風力発電機の特性は中・高風速域でも性能の高い縦軸マグナス型風力発電機の特性とは異なるので、別回転軸・別発電機としてそれぞれが別々に機能するように複合化することにより、新たな運用特性を持つ複合型風力発電機とすることができる。 Since such characteristics of the cross-flow wind turbine is different from the characteristics of the medium and high in wind speeds even-performance high vertical axis Magnus type wind power generator, so that each as a separate rotary shaft, another generator to function independently by complexed to, it may be a composite type wind power generator having a new operational characteristics.
まずクロスフロー型風車を起動して、その駆動力でクロスフロー型風車軸74に連結した発電機81を発電させ、この電力を利用してマグナス型風力発電機を起動することにより、マグナス型風力発電機の起動電力を減少させることができる。 Start cross-flow wind turbine by first to generator a generator 81 coupled to the cross-flow wind turbine shaft 74 with its driving force, to start the Magnus type wind power generator using this power, Magnus type wind starting power of the generator can be reduced. また、中・高風速領域では縦軸マグナス型風車は高効率となるのが、反面、クロスフロー型風車は急速に効率が低下するために、クロスフロー型風車を縦軸マグナス型風車と切り離して夫々別々の発電機を駆動させるほうが、縦軸マグナス型風車の効率を減ずることがない。 Further, the vertical axis Magnus type wind turbine at medium-high wind speeds region becomes high efficiency, contrary, cross-flow wind turbine in order to decrease rapidly efficiency, disconnect the cross-flow wind turbine with vertical axis Magnus type wind turbine better to drive the respective separate generator, it does not reduce the efficiency of the vertical axis Magnus type wind turbine. このように特性の異なる風車は別回転軸7と81、別発電機8と81とすることにより、幅広い風速領域で互いに特性の異なる風車が干渉しあうことなく、夫々が最大の効率特性を引き出せる回転数での発電が可能となる。 Thus different wind turbine characteristics than another rotary shaft 7 81, by a separate generator 8 and 81, without different wind turbine characteristics to each other in a wide wind speed region interfere, respectively is get the most efficiency characteristic electric power generation by the rotation speed becomes possible. 別々に発電していても、クロスフロー型風車73は常に縦軸マグナス型風車に対して風速整流装置20としての機能は果たしている。 Be in power separately, functions as a wind speed rectifier 20 to the cross-flow wind turbine 73 is always vertical axis Magnus type wind turbine are played.

図19ではクロスフロー型風車と縦軸マグナス型風車が共に時計方向に回転するケースを示している。 Cross-flow wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine in FIG. 19 indicates a case that rotates clockwise together. しかし、クロスフロー型風車の発電機81が基礎9に対して固定する形式ではなく、単にマグナス円筒上部回転架台5の上に固定した場合、マグナス円筒上部回転架台5は縦軸マグナス型風車とともに回転するために、クロスフロー型風車の回転数と縦軸マグナス型風車の回転数との差がクロスフロー型風車の発電機81の回転子の固定子に対する実際の回転数になる。 However, rather than the form of the generator 81 of the cross-flow wind turbine is fixed relative to the base 9, a simple fixed onto the Magnus cylinder upper rotating gantry 5, Magnus cylinder upper rotating gantry 5 with vertical axis Magnus type wind turbine to the difference in rotational speed between the ordinate Magnus type wind turbine cross-flow wind turbine is the actual rotational speed relative to the stator of the rotor of the generator 81 of the cross-flow wind turbine.
このため、発電機81の回転子が固定子に対する実際の回転数は縦軸マグナス型風車の回転数分だけ減少する。 Therefore, the rotor of the generator 81 the actual rotational speed relative to the stator is reduced by the rotation number of the vertical axis Magnus type wind turbine. 特に、起動時はクロスフロー型風車の回転数が大きいが、中・高速域では縦軸マグナス型風車の回転数が大きくなるケースも生じる。 In particular, at startup is large rotational speed of the cross-flow wind turbine, also occur cases where the rotational speed of the vertical axis Magnus type wind turbine is increased at medium-high speed range.
一方、クロスフロー型風車と縦軸マグナス型風車が反対方向に回転するようにした場合は、発電機81の回転子が固定子に対する実際の回転数は縦軸マグナス型風車の回転数分だけ加算されるため、発電機出力が大きくなる。 On the other hand, if the cross-flow wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine has to rotate in the opposite direction, the rotor of the generator 81 the actual rotational speed relative to the stator only rotation number of the vertical axis Magnus type wind turbine added since the generator output increases. このため、一般的には、クロスフロー型風車と縦軸マグナス型風車が反対方向に回転するように設計することとなる。 Therefore, in general, so that the cross-flow wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine is designed to rotate in opposite directions.

サボニウス型風車、ロータ型風車もクロスフロー型風車と同様に縦軸マグナス型風車と別回転軸、別発電機を持つように複合化することができ、同様な効果を得ることができる。 Savonius type windmill, a rotor windmill also cross-flow wind turbine and another rotation and vertical axes Magnus type wind turbine as well, can be conjugated to have a separate power generator, it is possible to obtain the same effect. 別回転軸、別発電機方式の縦軸サボニウス/マグナス型複合風力発電機、縦軸ロータ/マグナス型複合風力発電機縦軸、縦軸クロスフロー/マグナス型複合風力発電機は、広い風速領域に適した風力発電機となる。 Another rotation shaft, the vertical axis Savonius / Magnus type composite wind turbines another generator system, the vertical axis rotor / Magnus type composite wind turbine longitudinal axis, vertical axis cross-flow / Magnus type composite wind turbine, a wide wind speed region a suitable wind power generator.

別軸・別発電機方式と同軸・同一発電機方式の折衷案として、起動時や周速比が1以下の低風速領域では同軸・同一発電機方式とし、周速比が1を超える中・高風速領域では別軸・別発電機方式とする方式がある。 As a compromise of the different shaft-another generator system and coaxial and the same generator system, - in startup or the peripheral speed ratio is coaxial and the same generator system 1 or lower wind speed region, the peripheral speed ratio is greater than 1 in the high wind speed region there is a method to separate the shaft-another generator scheme.
この風力発電機の基本的な設備構成は、同方向に回転する二つの風力発電機を別軸・別発電機方式として構成し、縦軸マグナス型風車の回転軸7と縦軸抗力型風車の回転軸74を電気式、あるいは機械式の風車連結器により必要に応じて連結や切り離しができるように構成する。 The basic system configuration of the wind power generator constitutes two wind turbines rotates in the same direction as a separate shaft or other generator type, the vertical axis Magnus type wind turbine rotor shaft 7 and the vertical axis drag type windmill electric rotary shaft 74, or configured to allow connection and disconnection as required by mechanical wind turbine coupling.
具体的には、縦軸抗力型風車の回転軸74の下部端あるいはマグナス円筒下部回転架台4上に風車連結器を取り付けて、縦軸抗力型風車回転軸74とマグナス円筒下部回転架台4との間の連結と開放を行う。 Specifically, the rotary shaft 74 of the vertical axis drag windmill lower end or by attaching a wind turbine coupler on the Magnus cylinder lower rotating gantry 4, the vertical axis drag type windmill rotary shaft 74 and the Magnus cylinder lower rotating gantry 4 perform coupled with the opening of between.
連結時には縦軸マグナス型風車(発電機)と縦軸抗力型風車(発電機)は1体として回転し、切り離し時には縦軸マグナス型風車(発電機)と縦軸抗力型風車(発電機)は別々に回転して発電できる。 The vertical axis Magnus type wind turbine in consolidation (generator) and the vertical axis drag type windmill (generator) is rotated as one body, at the time of disconnecting the ordinate Magnus type wind turbine (generator) and the vertical axis drag type windmill (generator) is It can generate electricity by rotation separately.

起動時には連結器を連結状態とし、低風速で起動し、起動トルクの大きい縦軸抗力型風車の回転力により機械的に縦軸マグナス型風車・発電機を起動させる。 The coupler is a coupling state at startup, start at low wind speed, mechanically activates the vertical axis Magnus type wind turbine-generator by the rotational force of the large vertical axis drag type windmill starting torque.
起動後から周速比が1以下の低風速領域では連結器を連結状態とし、縦軸抗力型風力発電機とマグナス型風力発電機とは一体化して発電をする。 Peripheral speed ratio is in a coupling state of coupling at 1 or lower wind speed region after activation, the vertical axis drag type wind power generator and Magnus type wind power generator to a generator integrated.
周速比が1を超えると、縦軸抗力型風力発電機の効率は悪化し、高速回転をするマグナス型風力発電機の足かせになるために、連結器を開放状態として縦軸抗力型風力発電機とマグナス型風力発電機を切り離して、夫々別々の最適な回転数で発電をする。 When the peripheral speed ratio is greater than 1, the efficiency of the vertical axis drag type wind power generator is worse, to become a drag on Magnus type wind power generator to a high-speed rotation, the vertical axis drag type wind power generator of the coupler as an open state separate the machine and Magnus type wind power generator, the power generation respectively different optimum speed. このように、風速域により二種類の風力発電機の最適運用ができるように複合化の形態を切り替えても良い。 Thus, it may be switched in the form of composite to allow optimal operation of the two kinds of the wind power generator by wind speeds.
周速比1は風車回転数から簡単に計算できるために、風車回転数を測定して、その値から風車連結器の開閉操作を自動的に行うことができる。 Circumferential speed ratio 1 in order to be easily calculated from the wind turbine's rotational speed, by measuring the wind turbine's rotational speed, it is possible to automatically open and close operation of the wind turbine coupler from that value. 風車連結器の形式は特定しないが、自動車のクラッチ機構のような形式がコスト面で優れている。 Form of a wind turbine coupling is not specified, but the form as an automobile clutch mechanism is superior in terms of cost.

縦軸マグナス型風力発電機において、縦軸マグナス型風車中心部に、縦軸マグナス型風車の回転軸と発電機とを同一とした縦軸揚力翼型風車を取り付けて、一体化した一つの風力発電機とし運用できる構成として複合化する。 In the vertical axis Magnus type wind power generator, the vertical axis Magnus type wind turbine center, the the rotation axis of the ordinate Magnus type wind turbine and the generator is attached to the vertical axis lift airfoil wind turbine was the same, one of the wind that integrates the complex as a configuration that can be operated as a generator. これにより、中風速域から高風速域で効率よく発電できる機能のみならず、縦軸揚力翼型風車が縦軸マグナス型風車に対して風速整流装置としても機能し、後流部でのマグナス円筒の逆方向回転モーメントの発生を防止することができる。 Thus, not only the efficiency power generation can function in high wind speeds from medium wind speeds, the vertical axis lift airfoil wind turbine also functions as a wind rectification device relative vertical axis Magnus type wind turbine, Magnus cylinder at the downstream portion it is possible to prevent the occurrence of reverse rotation moment. 複合化する縦軸揚力翼型風車としてはジャイロミル型風車、ダリウス型風車、縦軸固定翼型風車等がある。 Gyromill wind turbine as ordinate lift aerofoil windmill composite, Darrieus windmill, there is a vertical axis fixed wing windmill like. これら風車の特徴は翼形状をした揚力型の固定翼を円周上に配置した風車であり、多くのバリエーションがある。 The characteristics of these windmills are windmills arranged lift type fixed wing in which the wing-shaped on the circumference, there are many variations. ここでは同種類のものを含めて縦軸揚力翼型風車と呼ぶ。 It referred to herein as the longitudinal axis lift aerofoil windmill, including those of the same type.

図20に縦軸固定翼型風車と縦軸マグナス型風車とを複合化した縦軸揚力翼/マグナス型複合風力発電機を示す。 A vertical axis fixed wing windmill and vertical Magnus type wind turbine showing the complexed with vertical axis lift wing / Magnus type composite wind power generator in FIG. 20.
3基のマグナス円筒1a,1b,1cを円周上に等間隔の角度で配し、その間に三枚の揚力翼72a,72b,72cを配置する。 Magnus cylinder 1a of 3 groups, 1b, arranged at equal intervals of angle 1c on the circumference, arranged three sheets of the lift blades 72a, 72b, 72c, therebetween. 3基のマグナス円筒と3枚の揚力翼72は共通の発電機回転軸7を中心に回転する。 Magnus cylinder and three lift blades 72 of the 3 groups to rotate about a common generator rotational shaft 7.
図20(a)において、マグナス円筒は270°→0°→90°の領域で右向きのマグナス力Lが発生して風車を時計方向に回転させるモーメントが生じる。 In FIG. 20 (a), the Magnus cylinder occurs moment to rotate the wind turbine 270 ° → 0 ° → 90 ° region rightward of Magnus force L is generated in the clockwise direction. 一方、揚力翼では180°→270°の領域で発生する揚力Lmの円周方向成分Lnが風車を時計方向に回転させるモーメントとなる。 On the other hand, the circumferential component Ln of lift Lm generated in the region of 180 ° → 270 ° is a moment for rotating the wind turbine in a clockwise direction in the lift blade. このように、各風車の円筒や翼の位置により回転モーメントの発生領域が異なるために、180°→270°→0°→90°の広い領域での風速を利用できる。 Thus, in order to generate regions of torque differs depending on the position of the cylinder and blades of the wind turbine, can use the speed of the wind in the large region of 180 ° → 270 ° → 0 ° → 90 °. また、風の下流域におけるマグナス円筒にあたる風速は、揚力翼により減速されており、マグナス円筒での反時計方向の回転モーメントの発生は抑制される。 Further, the wind speed falls Magnus cylinder downstream region of the wind is decelerated by lift wings, the occurrence of counter-clockwise rotation moment in Magnus cylinder is suppressed. 図19(b)は縦軸揚力翼/マグナス型複合風車の斜視図を示す。 FIG. 19 (b) shows a perspective view of a vertical axis lift wing / Magnus type composite wind turbine.

縦軸揚力翼型風車は、高回転型であり、翼の周速度を風速以上に高くできるためにパワー係数は高い。 Ordinate lift airfoil wind turbine is a high rotation type, power factor to be high peripheral speed of the blade than the wind speed is high. 一方、縦軸マグナス型風車も揚力型であり、周速度を風速以上に高くできパワー係数は高い。 On the other hand, is also lift type vertical axis Magnus type wind turbine, the power factor can be increased peripheral speed than wind is high. このように双方の風車は互いに特性が似通っているため、中・高速域においては複合化によっても互いの特性を相殺することなく、高回転型の長所を協調し合える。 Thus for both wind turbines have properties similar to each other, in the medium and high speed range without offsetting each other's characteristics by compounding, dress cooperate advantages of high rotation type. しかし、起動時や低風速時には起動トルクの小さい揚力翼型風車よりも縦軸マグナス型風車が主たる駆動源となる。 However, during start-up and low wind speed vertical axis Magnus type wind turbine than a small lift airfoil wind turbine of the starting torque is the primary driving source.
縦軸揚力型風車と縦軸マグナス型風車の複合化においては、別回転軸・別発電機とする方式には、縦軸抗力型風車と縦軸マグナス型風車の複合化のような大きい利点はない。 In the composite of the vertical axis lift type windmill and vertical Magnus type wind turbine, the method is a further rotation axis, another generator, large advantages of the composite of the vertical axis drag type windmill and vertical Magnus type wind turbine Absent. これは縦軸揚力型風車と縦軸マグナス型風車の風車特性が似ているためである。 This is because the wind turbine characteristics of ordinate lift type windmill and vertical Magnus type wind turbine are similar. ただ、特に高速運転で運用するケースが多い場合では別回転軸、別発電機とする方式にもメリットが生じる。 However, another rotary shaft, is also benefits system to another generator occurs in the case, especially in many cases operating at high speeds. 縦軸揚力翼/マグナス型複合風力発電機は比較的風速が高い地域に適した風力発電機になる。 Ordinate lift wing / Magnus type composite wind turbine becomes relatively wind turbine the wind speed suitable for high area.


本発明のマグナス型風力発電機の正面図、平面図である。 Front view of a Magnus type wind power generator of the present invention, is a plan view. マグナス力の原理図である。 It is a principle view of the Magnus force. 本発明のマグナス型風力発電機の原理図である。 It illustrates the principle of a Magnus type wind power generator of the present invention. 本発明の風速整流装置の効果を示す図である。 It shows the effect of wind speed rectifier of the present invention. 本発明の風速整流装置の種類である。 The type of wind speed rectifier of the present invention. 本発明の風速整流板の運用を示す図である。 It is a diagram illustrating the operation of wind rectifying plate of the present invention. 本発明のスパイラルフィン型マグナス円筒とその風力発電機の正面図である。 It is a front view of the spiral fin Magnus cylinder and its wind power generator of the present invention. 本発明のスパイラル胴型マグナス円筒の正面図である。 It is a front view of a spiral drum mold Magnus cylinder of the present invention. 本発明のマグナス円筒格納図である。 A Magnus cylinder storage diagram of the present invention. 本発明のマグナス円筒格納機構部の構造図である。 It is a structural view of a Magnus cylinder storage mechanism of the present invention. 本発明のマグナス円筒自転制御要領である。 A Magnus cylinder rotation control procedure of the present invention. 本発明のマグナス円筒自転機構全体図である。 It is an overall view Magnus cylinder rotation mechanism of the present invention. 本発明のマグナス円筒自転機構部の部分図である。 It is a partial view of a Magnus cylinder rotation mechanism of the present invention. 横軸マグナス型風力発電機の正面図、側面図である。 Front view of a horizontal axis Magnus type wind power generator, a side view. サボニウス/マグナス型複合風力発電機の原理図(その1)である。 Principle diagram of Savonius / Magnus type composite wind power generator; FIG. サボニウス/マグナス型複合風力発電機の正面図、平面図である。 Front view of a Savonius / Magnus type composite wind power generator, a plan view. サボニウス/マグナス型複合風力発電機の原理図(その2)、斜視図である。 Principle diagram of Savonius / Magnus type composite wind power generator (2) is a perspective view. ロータ/マグナス型複合風力発電機の原理図である。 It illustrates the principle of a rotor / Magnus type composite wind turbine. クロスフロー/マグナス型複合風力発電機の正面図、平面図である。 Front view of the cross-flow / Magnus type composite wind power generator, a plan view. 縦軸揚力翼/マグナス型複合風力発電機の原理図、斜視図である。 Principle diagram of the vertical axis lift wing / Magnus type composite wind power generator, a perspective view.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 マグナス円筒(各円筒をa,b,c,dとする) 1 Magnus cylinder (each cylinder to a, b, c, and d)
2 マグナス円筒自転軸(各円筒の自転軸をa,b,c,dとする) 2 Magnus cylinder rotation axis (the rotation axis of the cylindrical to a, b, c, and d)
3 マグナス円筒自転駆動機(各円筒の自転駆動機をa,b,c,dとする) 3 Magnus cylinder rotation driving device (the rotation driving device for each cylinder for a, b, c, and d)
4 マグナス円筒下部回転架台5 マグナス円筒上部回転架台6 マグナス円筒下部回転架台連結梁(6a,6b) 4 Magnus cylinder lower rotating gantry 5 Magnus cylinder upper rotating gantry 6 Magnus cylinder lower rotating gantry connecting beams (6a, 6b)
7 発電機回転軸8 発電機9 基礎10 基礎架構11 変圧装置12 マグナス円筒下部回転架台軸受(各円筒用をa,b,c,dとする) 7 generator rotational shaft 8 generator 9 Basic 10 Basic Frame 11 transformer device 12 Magnus cylinder lower rotating gantry bearing (a for each cylinder to a, b, c, and d)
13 マグナス円筒上部回転架台軸受(各円筒用をa,b,c,dとする) 13 Magnus cylinder upper rotating gantry bearing (a for each cylinder to a, b, c, and d)
20 風速整流装置 20 wind speed rectifier
21 三角形型風速整流板22 凸面型風速整流板23 円筒型風速整流装置24 風速整流板尾翼30 縦軸スパイラルフィン型マグナス円筒31 スパイラルフィン32 縦軸スパイラル胴型マグナス円筒33 段差溝34 異径スパイラル胴型マグナス円筒胴40 上部マグナス円筒昇降装置41 マグナス円筒軸側歯車(各円筒用をa,b,c,dとする) 21 triangular wind rectification plate 22 convex type wind rectification plate 23 a cylindrical wind rectification device 24 wind rectification plate stabilizer 30 longitudinal axis spiral fin Magnus cylinder 31 spiral fin 32 longitudinal axis spiral cylinder type Magnus cylinder 33 stepped groove 34 Different diameter spiral cylinder type Magnus cylinder barrel 40 upper Magnus cylinder lifting device 41 Magnus cylinder axis side gear (a for each cylinder to a, b, c, and d)
42 昇降装置側歯車(各円筒用をa,b,c,dとする) 42 lifting device side gear (a for each cylinder to a, b, c, and d)
43 昇降用電動機(各円筒用をa,b,c,dとする) 43 lift motor (an for each cylinder to a, b, c, and d)
44 昇降用電動機軸(各円筒用をa,b,c,dとする) 44 lift motor shaft (a for each cylinder to a, b, c, and d)
45 マグナス円筒軸側昇降用溝(各円筒用をa,b,c,dとする) 45 Magnus cylinder axis side lifting groove (a for each cylinder to a, b, c, and d)
46 マグナス円筒側昇降用溝(各円筒用をa,b,c,dとする) 46 Magnus cylinder side lifting groove (a for each cylinder to a, b, c, and d)
47 マグナス円筒巻上用ウインチ48 マグナス円筒巻上用ワイヤー(各円筒用をa,b,c,dとする) 47 Magnus cylinder hoisting winch 48 Magnus cylindrical hoisting wire (a for each cylinder to a, b, c, and d)
49 マグナス円筒巻上用滑車50 自転駆動側歯車51 マグナス円筒自転軸側歯車(各円筒用をa,b,c,dとする) 49 Magnus cylinder hoisting pulley 50 rotation driving-side gear 51 Magnus cylinder rotation shaft side gear (a for each cylinder to a, b, c, and d)
52 自転速度変速装置(各円筒用をa,b,c,dとする) 52 rotation speed transmission (a for each cylinder to a, b, c, and d)
60 マグナス円筒自転用駆動装置61 マグナス円筒自転軸側歯車(各円筒用をa,b,c,dとする) 60 Magnus cylinder rotation drive device 61 Magnus cylinder rotation shaft side gear (a for each cylinder to a, b, c, and d)
62 マグナス円筒自転軸駆動側歯車(各円筒用をa,b,c,dとする) 62 Magnus cylinder rotation axis driving side gear (a for each cylinder to a, b, c, and d)
63 マグナス円筒自転軸駆動電動機(各円筒用をa,b,c,dとする) 63 Magnus cylinder rotation axis driving motor (a for each cylinder to a, b, c, and d)
70 サボニウス型風車羽根(各羽根をa,b,cとする) 70 Savonius type wind turbine blade (each vane a, b, and c)
71 ロータ型風車羽根(各羽根をa,b,cとする) 71 rotor windmill blade (each vane to a, b, and c)
72 揚力翼型風車翼(各翼をa,b,cとする) 72 lift airfoil wind turbine blade (each wing to a, b, and c)
73 クロスフロー型風車部74 (クロスフロー)縦軸型風車回転軸75 クロスフロー型風車羽根(各羽根をa,b,cとする) 73 cross-flow wind turbine unit 74 (for each blade a, b, and c) (cross-flow) vertical axis windmill rotary shaft 75 crossflow wind turbine blade
80 マグナス型風車発電機部81 (クロスフロー)縦軸型風車用発電機90 マグナス型風車部*以下横軸マグナス風力発電機のため同一用途でも別番号とする* 80 also with another number in the same applications for Magnus type wind turbine generator unit 81 (cross-flow) vertical axis windmill generator 90 Magnus type wind turbine unit * less abscissa Magnus wind turbine *
100 ナセル101 支柱102 基礎103 カバー104 発電機105 発電機回転軸106 スピンナー107 マグナス円筒自転用駆動機(各円筒用をa,b,c,dとする) 100 nacelle 101 posts 102 Basic 103 cover 104 generator 105 generator rotational shaft 106 spinner 107 Magnus cylinder rotation driving machine (a for each cylinder to a, b, c, and d)
110 マグナス円筒(各円筒をa,b,c,dとする) 110 Magnus cylinder (each cylinder to a, b, c, and d)
111 マグナス円筒摺動部(各円筒の各部をa,b,c,dとする) 111 Magnus cylinder sliding portion (each portion of the cylindrical to a, b, c, and d)

Claims (11)

  1. 発電機の垂直回転軸を中心軸とする架台上に、 On the pedestal to the central axis of the vertical shaft of the generator,
    各個自転する円筒(以下、マグナス円筒と呼ぶ)を円周上に複数個垂直に軸支して配置し、 Cylindrical (hereinafter referred to as the Magnus cylinder) for each individual rotation plurality vertically supported and arranged on the circumference of,
    各マグナス円筒には自転用の駆動装置を設けており、 Each Magnus cylinder is provided with a drive for rotation,
    風速中で各マグナス円筒が自転することにより発生するマグナス力で各マグナス円筒、上部回転架台、下部回転架台等により構成されるマグナス型風車部を回転させ、 Each Magnus cylinder in Magnus force generated by the Magnus cylinder in wind speed rotates the upper rotating gantry rotates the Magnus type wind turbine unit constituted by the lower rotating gantry and the like,
    マグナス型風車の回転軸に連結した発電機を回転させることにより発電することを特徴とする縦軸マグナス型風力発電機 The vertical axis Magnus type wind power generator, characterized in that the power generation by rotating the Magnus type generator coupled to the rotation shaft of the wind turbine
  2. 前記縦軸マグナス型風力発電機において、 In the longitudinal axis Magnus type wind power generator,
    マグナス型風車部の回転架台中央部に、マグナス円筒の回転領域の後流部への風速を遮る効果を持つ柱状の風速整流装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載する縦軸マグナス型風力発電機 A rotating gantry middle portion of the Magnus type wind turbine unit, the vertical axis to claim 1, characterized in that it comprises a columnar wind rectifier having an effect to block the wind speed to the downstream portion of the rotation area of ​​the Magnus cylinder Magnus type wind power generator
  3. 前記縦軸マグナス型風力発電機の風速整流装置において、 In wind rectifier of the longitudinal axis Magnus type wind power generator,
    風向に指向性を持つ風速整流装置の風速整流板は常時風の上流方向の向きを保持する方向維持機構を備え、 Wind rectifying plate wind speed rectifier device having a directivity in the wind direction comprises a direction maintenance mechanism for holding the upstream direction always wind,
    風速に対して風速整流板間の取り付け角度を変更し、 Change the mounting angle of the wind rectification plates relative to the wind speed,
    風速に対して風速整流板の受圧面積を変更できる構造を持つことを特徴とする請求項2に記載する縦軸マグナス型風力発電機の風速整流装置 Wind rectifier of ordinate Magnus type wind power generator according to claim 2, characterized by having a structure capable of changing the pressure receiving area of ​​the wind current plate relative wind speed
  4. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    マグナス円筒は径の異なる円筒を複数個直列に連結した構造で、 Magnus cylinder with structure connecting the different cylinder diameters series a plurality,
    上部のマグナス円筒をスライドして降下させて、連結する下部の円筒を内部に収納できる機構を持つマグナス円筒によりマグナス風車部を構成し、 The Magnus cylinder top of slide is lowered, by Magnus cylinder having a mechanism capable of accommodating a cylindrical lower inside connecting constitutes the Magnus wind turbine unit,
    各マグナス円筒全体の高さを調整することができることを特徴とする請求項1,2に記載する縦軸マグナス型風力発電機 The vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1, characterized in that it is possible to adjust the overall height of the respective Magnus cylinder
  5. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    垂直に配置したマグナス円筒の外周部にスパイラル状のフィンを設けたスパイラルフィン型マグナス円筒、あるいはスパイラル状の段差を取り付けたスパイラル胴型マグナス円筒により縦軸マグナス型風車が構成されたことを特徴とする請求項1,2,4に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 And characterized in that the spiral fin Magnus cylinder provided with spiral fins or vertical axis Magnus type wind turbine by spiral cylinder type Magnus cylinder fitted with a spiral-shaped step, is configured on the outer periphery of the Magnus cylinder arranged vertically the vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1, 2, 4 to.
  6. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    マグナス円筒の自転数を制御することにより、マグナス型風車部の回転数を制御して発電機回転数、発生電力の周波数を制御する制御装置と発電機変速機構を持つことを特徴とする請求項1,2,4,5に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 By controlling the rotation speed of the Magnus cylinder, claims, characterized by having the generator rotational speed by controlling the rotational speed of the Magnus type wind turbine unit, a control unit and a generator speed change mechanism which controls the frequency of the power generated the vertical axis Magnus type wind power generator described in 1, 2, 4, and 5.
  7. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    各マグナス円筒は自転用歯車を持ち、 Each Magnus cylinder has a-rotating gear,
    マグナス円筒の自転軸と自転軸側歯車は、制御機構により回転数を変化できる変速機構を介し、基礎架台上に固定された一つの自転駆動側歯車と連結されており、 Magnus cylinder rotation axis and rotation axis side gear is via a transmission mechanism capable of changing the rotation speed by a control mechanism is coupled with one of the rotation driving side gear fixed on a foundation frame,
    誘導型発電機と連結したマグナス型風車部が回転することにより、 By Magnus type wind turbine unit which is connected to the induction generator is rotated,
    自転駆動側歯車の上を各マグナス円筒の自転軸側歯車が走行し、 Over the rotation driving side gear and traveling rotation shaft side gear of each Magnus cylinder,
    各マグナス円筒の自転用駆動力を得ることを特徴とする請求項1,2,4,5,6に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 The vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1,2,4,5,6, characterized in that to obtain-rotating driving force of the Magnus cylinder.
  8. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    マグナス型風車部の中心に、マグナス型風車の回転軸と発電機とを同一にした縦軸抗力型風車を取付け、 The center of the Magnus type wind turbine unit, attach the vertical axis drag type windmill that the same a Magnus type wind turbine rotary shaft and the generator,
    縦軸マグナス型風車軸と縦軸抗力型風車軸を一体化して発電することを特徴とする請求項1,4,5,6,7に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 The vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1,4,5,6,7, characterized in that the power generation by integrating the vertical axis Magnus type wind turbine and vertical axes drag type windmill shaft.
  9. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    マグナス型風車部の中心に、縦軸マグナス型風車よりも風車回転直径が小さく、縦軸マグナス型風車のマグナス型風車との回転軸心線を同一とするが回転軸と発電機を別とする縦軸抗力型風力発電機を取付け、 The center of the Magnus type wind turbine unit, a small wind turbine diameter than the vertical axis Magnus type wind turbine, although the rotation axial line of the Magnus type wind turbine and the vertical axis Magnus type wind turbine identical to another generator and the rotary shaft Install the vertical axis drag type wind power generator,
    縦軸マグナス型風力発電機と縦軸抗力型風力発電機とが別々に発電できることを特徴とする請求項1,4,5,6,7に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 The vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1,4,5,6,7, characterized in that the vertical axis Magnus type wind power generator and the vertical axis drag type wind power generator can power separately.
  10. 前記縦軸マグナス型風力発電機において、 In the longitudinal axis Magnus type wind power generator,
    縦軸抗力型風車部の回転軸と縦軸マグナス型風車の回転軸の間に、双方の回転軸の連結と開放ができる風車連結器を設置し、 Between the longitudinal axis drag type windmill portion of the rotary shaft and the rotation axis of ordinate Magnus type wind turbine, and installing the wind turbine coupler can open the connection of both the rotation axis,
    風車の起動から周速比が1迄の間は連結器を動作させて縦軸抗力型風車部と縦軸マグナス型風車部を一体化して回転させて発電し、 Between the start of the wind turbine tip speed ratio until 1 generates power by rotating integrally with the vertical axis drag type windmill unit and vertical Magnus type wind turbine unit operates the coupler,
    周速比が1を超えると風車連結器を開放して縦軸抗力型風力発電機と縦軸マグナス型風力発電機とは夫々別の発電機で発電できることを特徴とする請求項9に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 The peripheral speed ratio is defined in claim 9, characterized in that power can be generated by the vertical axis drag type wind power generator and the vertical axis Magnus type wind power generator with each other generator by opening the windmill coupler exceeds 1 The vertical axis Magnus type wind power generator.
  11. 縦軸マグナス型風力発電機において、 In the vertical axis Magnus type wind power generator,
    縦軸マグナス型風車部の中心に、縦軸マグナス型風車の回転軸と発電機とを同一にした縦軸揚力翼型風車を取り付け、 The center of the vertical axis Magnus type wind turbine unit, fitted with a vertical axis lift airfoil wind turbine in which the the rotation axis of ordinate Magnus type wind turbine and the generator on the same,
    縦軸マグナス型風車と縦軸揚力翼型風車を一体化して発電できることを特徴とする請求項1,4,5,6,7に記載する縦軸マグナス型風力発電機。 The vertical axis Magnus type wind power generator according to claim 1,4,5,6,7, characterized in that the vertical axis Magnus type wind turbine and the vertical axis lift aerofoil windmill can power integrated.
JP2007006714A 2007-01-16 2007-01-16 Vertical shaft magnus type wind power generator Granted JP2008175070A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007006714A JP2008175070A (en) 2007-01-16 2007-01-16 Vertical shaft magnus type wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007006714A JP2008175070A (en) 2007-01-16 2007-01-16 Vertical shaft magnus type wind power generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008175070A true true JP2008175070A (en) 2008-07-31

Family

ID=39702271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007006714A Granted JP2008175070A (en) 2007-01-16 2007-01-16 Vertical shaft magnus type wind power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008175070A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085615A3 (en) * 2009-01-26 2010-11-04 Egen Llc Fluid flow energy harvester
GB2471272A (en) * 2009-06-22 2010-12-29 Stephen Martin Redcliffe Vertical axis magnus effect wind turbine
JP2012523345A (en) * 2009-04-09 2012-10-04 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア Ship
WO2013014848A1 (en) 2011-07-22 2013-01-31 Shimizu Atsushi Vertical axis type magnus wind turbine generator
JP2013194724A (en) * 2012-03-23 2013-09-30 Atsushi Shimizu Rotary blade of magnus type wind power generator
WO2014001358A1 (en) 2012-06-26 2014-01-03 Wasilewski Jerzy Boleslaw Vertical -axis wind turbine with flettner rotors
WO2016111209A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 国立大学法人長岡技術科学大学 Rotary device for fluid power generation and fluid power generation device
WO2017002757A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 株式会社チャレナジー Magnus-type thrust generating device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085615A3 (en) * 2009-01-26 2010-11-04 Egen Llc Fluid flow energy harvester
JP2012523345A (en) * 2009-04-09 2012-10-04 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア Ship
GB2471272A (en) * 2009-06-22 2010-12-29 Stephen Martin Redcliffe Vertical axis magnus effect wind turbine
WO2013014848A1 (en) 2011-07-22 2013-01-31 Shimizu Atsushi Vertical axis type magnus wind turbine generator
JP5209826B1 (en) * 2011-07-22 2013-06-12 敦史 清水 Vertical-axis-type Magnus-type wind power generator
US20140008916A1 (en) * 2011-07-22 2014-01-09 Atsushi Shimizu Vertical axis type magnus wind turbine generator
JP2013194724A (en) * 2012-03-23 2013-09-30 Atsushi Shimizu Rotary blade of magnus type wind power generator
WO2014001358A1 (en) 2012-06-26 2014-01-03 Wasilewski Jerzy Boleslaw Vertical -axis wind turbine with flettner rotors
WO2016111209A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 国立大学法人長岡技術科学大学 Rotary device for fluid power generation and fluid power generation device
JPWO2016111209A1 (en) * 2015-01-07 2017-11-30 国立大学法人長岡技術科学大学 Fluid power rotary device and fluid power generator
WO2017002757A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 株式会社チャレナジー Magnus-type thrust generating device
JP6175594B2 (en) * 2015-07-01 2017-08-02 株式会社チャレナジー Magnus-type thrust generator
JPWO2017002757A1 (en) * 2015-07-01 2017-09-07 株式会社チャレナジー Magnus-type thrust generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6127739A (en) Jet assisted counter rotating wind turbine
US5183386A (en) Vertical axis sail bladed wind turbine
US7008171B1 (en) Modified Savonius rotor
US6975045B2 (en) Wind power generating system
US20040061337A1 (en) Wind turbine device
US7116006B2 (en) Wind energy conversion system
US6981839B2 (en) Wind powered turbine in a tunnel
US20070018464A1 (en) Wind turbine device
US4832569A (en) Governed vane wind turbine
US6015258A (en) Wind turbine
US5553996A (en) Wind powered turbine
US7040859B2 (en) Wind turbine
US7074011B1 (en) Wind power installation with two rotors in tandem
US20100133818A1 (en) Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US7614850B2 (en) Apparatus for assembling rotary machines
US20090148285A1 (en) Multi-section wind turbine rotor blades and wind turbines incorporating same
US20100296913A1 (en) Wind power generating system with vertical axis jet wheel turbine
US20030059306A1 (en) Stackable vertical axis windmill
JP2002130110A (en) Vertical shaft type wind power generating device
US20090110554A1 (en) Wind Turbine for Generating Electricity
US7018167B2 (en) Fluid machinery
US7540705B2 (en) Horizontal multi-blade wind turbine
JP2006016984A (en) Horizontal shaft windmill and its standby method
US7750490B2 (en) Method and system for extracting inertial energy from a wind turbine
US20110042962A1 (en) Vertical shaft type darius windmill