JP2012112296A - Heat generating machine and wind-force thermal power generation system - Google Patents

Heat generating machine and wind-force thermal power generation system Download PDF

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徹 岡崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat generating machine that has a simpler structure and facilitates management, and a wind-force thermal power generation system that includes the heat generating machine as a constituent element.SOLUTION: The heat generating machine comprises: a wind-turbine 30; a rotor 21 arranged along a circumference coaxial with a rotary shaft 32 of the wind-turbine 30 and including ferromagnetic bodies; and a heat generating base 22 internally including a heat generating part arranged facing the rotor 21 and made of a ferromagnetic body, a magnetic-field forming part for forming a magnetic field passing through the rotor 21 and the heat generating part, and piping arranged in contact with the heat generating part and allowing heat-exchanging fluid to pass through.

Description

本発明は発熱機および風力熱発電システムに関し、より特定的には、渦電流による発熱を利用した発熱機および当該発熱機を構成要素として含む風力熱発電システムに関するものである。   The present invention relates to a heat generator and a wind power generation system, and more particularly to a heat generator using heat generated by eddy current and a wind power generation system including the heat generator as a component.

自然エネルギを利用した発電装置として、たとえば特許文献1に示されるような風力発電機が知られている。   As a power generator using natural energy, for example, a wind power generator as shown in Patent Document 1 is known.

特開2007−2773号公報JP 2007-2773 A

しかし、発電機が風車の回転軸の近傍に配置される場合、高所に発電機が設置される。通常、発電機は重量物であるため、これを支持する回転軸などに相当の強度が要求される。また当該発電機のメンテナンス時に高所作業の必要が生じるなど、実用上不便な点が存在する。   However, when the generator is arranged in the vicinity of the rotating shaft of the windmill, the generator is installed at a high place. Usually, since a generator is heavy, a considerable strength is required for a rotating shaft that supports the generator. Moreover, there are practically inconvenient points such as the necessity for work at a high place during maintenance of the generator.

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、より構造が簡易で管理が容易な風力熱発電システム、および風力熱発電システムに用いられる発熱機を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wind power generation system with a simpler structure and easier management, and a heat generator used for the wind power generation system. .

本発明に従った発熱機は、風車と、風車の回転軸と同軸の円周に沿って配置され、強磁性体を含む回転子と、回転子に対向して配置され、強磁性体からなる発熱部と、回転子および発熱部を通る磁場を形成する磁場形成部と、発熱部に接触して配置され、内部を熱交換用の流体が通る配管とを備えている。   A heat generator according to the present invention is arranged along a circumference that is coaxial with a windmill, a rotation axis of the windmill, and includes a ferromagnet, a ferromagnet, and a ferromagnet. A heat generating part, a magnetic field forming part that forms a magnetic field passing through the rotor and the heat generating part, and a pipe that is arranged in contact with the heat generating part and through which a fluid for heat exchange passes are provided.

本発明の発熱機においては、風車の回転方向に沿う平面がなすたとえば円板形状の円周に沿って回転子や発熱部、磁場形成部および上記配管が配置される。したがって風車の円板形状の下部に発熱部、磁場形成部および配管が配置されうる。このため発熱部や磁場形成部は、風車の回転軸の近傍に配置される場合に比べて下部の、たとえば風車が設置される地面上に直接設置することができる。したがって回転軸には発熱部等による荷重が加わらなくなるため、回転軸の荷重を減らし、回転軸やベアリングの寿命を長くすることができる。また強度の高い支柱などを設ける必要がなくなり、発熱機全体の設計が容易になる。さらに発熱部等のメンテナンス時に高所作業を行なう必要がなくなり、設備の管理が容易になる。   In the heat generator of the present invention, the rotor, the heat generating unit, the magnetic field forming unit, and the pipe are arranged along, for example, a disk-shaped circumference formed by a plane along the rotation direction of the windmill. Therefore, the heat generating part, the magnetic field forming part, and the piping can be arranged at the lower part of the windmill disk shape. For this reason, compared with the case where it arrange | positions in the vicinity of the rotating shaft of a windmill, a heat_generation | fever part and a magnetic field formation part can be directly installed, for example on the ground where a windmill is installed. Therefore, since the load due to the heat generating portion or the like is not applied to the rotating shaft, the load on the rotating shaft can be reduced and the life of the rotating shaft and the bearing can be extended. Moreover, it is not necessary to provide a high-strength support column and the design of the entire heat generator becomes easy. Furthermore, it is not necessary to perform work at a high place during maintenance of the heat generating part and the like, and the management of the facilities becomes easy.

上記発熱機においては、風車は、回転軸から径方向に向けて延在する複数のスポーク部と、スポーク部のそれぞれに設置されたブレードとを含むことが好ましい。   In the above heat generator, the wind turbine preferably includes a plurality of spoke portions extending in a radial direction from the rotation shaft, and blades installed in each of the spoke portions.

風車がスポーク部を備えることにより、風車を構成する個々のブレードは、風車の回転軸に加えて複数のスポーク部により支持される。このため、スポーク部が存在しない場合に比べて個々のブレードは回転軸とスポーク部とに、より確実に支持される。このため、たとえば個々のブレードの破損を抑制するために、個々のブレードを一体の部材とする必要はなく、たとえば複数の部材が接合された構成を有していても、強度設計上特に問題なくなる。したがって、たとえば全長が数十mにも及ぶ大きなブレードを工場にて一体の部材として製造した後、風車の設置現場まで運送する困難な作業を回避することができる。   When the windmill includes the spoke portion, each blade constituting the windmill is supported by a plurality of spoke portions in addition to the rotating shaft of the windmill. For this reason, each blade is more reliably supported by the rotating shaft and the spoke portion than when the spoke portion is not present. For this reason, for example, in order to suppress breakage of individual blades, it is not necessary to use individual blades as an integral member. For example, even when a plurality of members are joined, there is no particular problem in strength design. . Therefore, for example, a large blade having a total length of several tens of meters is manufactured as an integral member in a factory, and then it is possible to avoid a difficult operation of transporting the windmill to the installation site.

以上より、複数のスポーク部のそれぞれにブレードが設置されれば、設置現場までの運送に起因するブレードの制限サイズよりも大きなブレードを製造、設置することができる。このため本発明の発熱機は、より発電能力の大きな風車を供給しうる構成とすることができる。また風車の発電能力が大きいため、風車の回転をより低速にすることができ、風車の回転軸におけるベアリングの寿命を長くしたり、風車の回転に起因する騒音の発生を抑制したりすることができる。   From the above, if a blade is installed in each of the plurality of spoke parts, a blade larger than the size limit of the blade resulting from transportation to the installation site can be manufactured and installed. For this reason, the heat generator of this invention can be set as the structure which can supply a windmill with larger electric power generation capability. Moreover, since the wind turbine has a large power generation capacity, the wind turbine can be rotated at a lower speed, and the life of the bearing on the rotating shaft of the wind turbine can be extended, or the generation of noise caused by the rotation of the wind turbine can be suppressed. it can.

上記発熱機においては、回転子は、風車の外周面に沿って配置されることが好ましい。回転子が風車の外周面に沿って配置されれば、これに対向する発熱部も風車の外周面に沿って配置される。したがって風車の外周面の下部に磁場形成部や熱交換用の流体が通る配管を設置することができ、上記のように回転軸に加わる負荷が軽くなるなど設備全体の構造が簡易になるため、設備全体の設計が容易になる。   In the said heat generator, it is preferable that a rotor is arrange | positioned along the outer peripheral surface of a windmill. If a rotor is arrange | positioned along the outer peripheral surface of a windmill, the heat generating part which opposes this will also be arrange | positioned along the outer peripheral surface of a windmill. Therefore, it is possible to install a pipe through which the magnetic field forming part and the heat exchange fluid pass at the lower part of the outer peripheral surface of the windmill, and the load on the rotating shaft becomes lighter as described above. The entire facility can be easily designed.

上記発熱機においては、磁場形成部は、内部を電流が流れることにより磁場を形成するコイルを含んでいることが好ましい。磁場形成部がコイルを含んでいれば、当該コイルに電流を流すことにより磁場形成部は磁場を形成する。この磁場の大きさは、磁場形成部の磁場が通る回転子の強磁性体の位置に応じて時間変化する。強磁性体の位置は、回転子の回転状況に応じて変化する。このため回転子が回転すれば、回転子および発熱部を通る磁場の大きさが時間変化する。この磁場の変化により発熱部には渦電流が流れ、発熱部が発熱する。   In the above heat generator, the magnetic field forming unit preferably includes a coil that forms a magnetic field when an electric current flows inside. If the magnetic field forming unit includes a coil, the magnetic field forming unit forms a magnetic field by passing a current through the coil. The magnitude of this magnetic field changes over time according to the position of the ferromagnetic body of the rotor through which the magnetic field of the magnetic field forming unit passes. The position of the ferromagnetic material changes according to the rotation state of the rotor. For this reason, when the rotor rotates, the magnitude of the magnetic field passing through the rotor and the heat generating portion changes over time. Due to the change in the magnetic field, an eddy current flows through the heat generating portion, and the heat generating portion generates heat.

上記発熱機においては、コイルは超電導材料からなっていることが好ましい。コイルとして超電導材料を用いれば、コイルにより大きい電流を流すことができる。その結果、当該コイルはより大きい磁場を形成するため、発熱部はより高効率に発熱する。   In the above heat generator, the coil is preferably made of a superconducting material. If a superconducting material is used as the coil, a larger current can be passed through the coil. As a result, since the coil forms a larger magnetic field, the heat generating part generates heat more efficiently.

上記発熱機においては、風車は、回転軸を風向に沿った方向に調整する調整部をさらに含んでいてもよい。ここで調整部とは、たとえば風車が設置された地域における風向の変化に応じて、風車全体の向きを変更することができるターンテーブルを意味する。このようにすれば当該発熱機は、風のエネルギをより有効に利用することができる。   In the above heat generator, the windmill may further include an adjustment unit that adjusts the rotation axis in a direction along the wind direction. Here, the adjustment unit means a turntable that can change the direction of the entire windmill in accordance with, for example, a change in wind direction in an area where the windmill is installed. In this way, the heat generator can use wind energy more effectively.

本発明に従った風力熱発電システムは、上記本発明の発熱機と、発熱機に接続され、発熱機において発生した熱を蓄える蓄熱部と、蓄熱部に接続され、蓄熱部において蓄えられた熱を電気に変換する発電部とを備えている。   The wind thermal power generation system according to the present invention includes the heat generator of the present invention, a heat storage unit connected to the heat generator and storing heat generated in the heat generator, and the heat stored in the heat storage unit. And a power generation unit that converts electricity into electricity.

本発明の風力熱発電システムにおいては、発熱機として設計や管理の容易な上記本発明の発熱機が採用される。このため風力熱発電システム全体の設計や管理が容易になり、部材の寿命を長くしたり、風車の回転に起因する騒音の発生を抑制したりすることができる。   In the wind thermal power generation system of the present invention, the heat generator of the present invention that is easy to design and manage is employed as the heat generator. For this reason, the design and management of the entire wind thermal power generation system can be facilitated, the life of the members can be lengthened, and the generation of noise due to the rotation of the windmill can be suppressed.

以上の説明から明らかなように、本発明の発熱機および風力熱発電システムによれば、構造が簡易で設計や管理が容易な発熱機、および当該発熱機を構成要素として含む風力熱発電システムを提供することができる。   As is clear from the above description, according to the heat generator and the wind power generation system of the present invention, the heat generator with a simple structure and easy design and management, and the wind power generation system including the heat generator as a component are provided. Can be provided.

風力熱発電システムの構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a wind thermal power generation system. 実施の形態1における発熱機の構造を示す概略図である。2 is a schematic diagram illustrating a structure of a heat generator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における発熱機の構造を、図2に対して90°の方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the structure of the heat generator in Embodiment 1 from the direction of 90 degrees with respect to FIG. 回転子および発熱部の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a rotor and a heat-emitting part. 発熱機の動作を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating operation | movement of a heat generator. 発熱機の動作を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating operation | movement of a heat generator. 実施の形態2における発熱機の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the heat generator in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における発熱機の構造を、図7に対して90°の方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the structure of the heat generator in Embodiment 2 from the direction of 90 degrees with respect to FIG. 実施の形態3における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a structure of a heat generator in a third embodiment. 実施の形態4における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a structure of a heat generator in a fourth embodiment. 実施の形態4における発熱機の構造を、図10に対して90°の方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the structure of the heat generator in Embodiment 4 from the direction of 90 degrees with respect to FIG. 実施の形態5における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a heat generator in a fifth embodiment. 実施の形態6における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a heat generator in a sixth embodiment. 実施の形態7における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a heat generator in a seventh embodiment. 実施の形態7における発熱機の構造を、図14に対して90°の方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the structure of the heat generator in Embodiment 7 from the direction of 90 degrees with respect to FIG. 実施の形態8における発熱機の構造を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a heat generator in an eighth embodiment. 実施の形態8における発熱機の構造を、図16に対して90°の方向から見た概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which looked at the structure of the heat generator in Embodiment 8 from the direction of 90 degrees with respect to FIG. 実施の形態8における発熱機の構造を、図16に対して90°の方向から見た概略図の、図17とは異なる他の例である。17 is another example different from FIG. 17 in the schematic diagram of the structure of the heat generator in the eighth embodiment viewed from the direction of 90 ° with respect to FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態1について説明する。図1を参照して、本実施の形態における風力熱発電システム1は、発熱機81と、発熱機81に接続され、発熱機81において発生した熱を蓄える蓄熱部40と、蓄熱部40に接続され、蓄熱部40において蓄えられた熱を電気に変換する発電部50とを備えている。
(Embodiment 1)
First, Embodiment 1 which is one embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 1, wind power generation system 1 in the present embodiment is connected to a heat generator 81, a heat storage unit 40 that is connected to heat generator 81 and stores heat generated in heat generator 81, and heat storage unit 40. And a power generation unit 50 that converts heat stored in the heat storage unit 40 into electricity.

蓄熱部40は、配管96〜98を介して発熱機81と接続されており、発熱機81において加熱された熱媒体としての流体を保持する。熱媒体としての流体としては、種々の流体を採用可能であるが、本実施の形態としてはその一例として水を採用する。発電部50は、蒸気タービン51と、蒸気タービン51の回転により発電する発電機52とを含んでいる。蒸気タービン51は、配管92により蓄熱部40に接続され、配管92を介して供給される水蒸気により回転する。当該回転は発電機52に伝達され、発電に利用される。   The heat storage unit 40 is connected to the heat generator 81 via the pipes 96 to 98 and holds a fluid as a heat medium heated in the heat generator 81. Various fluids can be employed as the fluid as the heat medium, but water is employed as an example of the present embodiment. The power generation unit 50 includes a steam turbine 51 and a generator 52 that generates power by the rotation of the steam turbine 51. The steam turbine 51 is connected to the heat storage unit 40 by a pipe 92 and is rotated by water vapor supplied through the pipe 92. The rotation is transmitted to the generator 52 and used for power generation.

風力熱発電システム1は、さらに復水器60とポンプ71,72とを備えている。復水器60は、配管93により蒸気タービン51に接続されている。復水器60には、蒸気タービン51を通過した水蒸気が配管93を介して供給され、当該水蒸気は復水器60の中で液体の水に戻される。復水器60には、配管61および配管62が接続されている。そして、復水器60には上記水蒸気を冷却して水に戻すための冷却水が配管61を通して供給され、配管62を通して排出される。ポンプ71は、配管94により復水器60に接続されるとともに、配管95により蓄熱部40に接続されている。また、ポンプ72は配管96により蓄熱部40に接続されるとともに、配管97により発熱機81に接続されている。蓄熱部40、発電部50および復水器60は、発電室82内に配置されている。   The wind thermal power generation system 1 further includes a condenser 60 and pumps 71 and 72. The condenser 60 is connected to the steam turbine 51 by a pipe 93. The steam that has passed through the steam turbine 51 is supplied to the condenser 60 via the pipe 93, and the steam is returned to liquid water in the condenser 60. A pipe 61 and a pipe 62 are connected to the condenser 60. The condenser 60 is supplied with cooling water for cooling the water vapor and returning it to the water through the pipe 61, and is discharged through the pipe 62. The pump 71 is connected to the condenser 60 by a pipe 94 and is connected to the heat storage unit 40 by a pipe 95. The pump 72 is connected to the heat storage unit 40 by a pipe 96 and is connected to the heat generator 81 by a pipe 97. The heat storage unit 40, the power generation unit 50, and the condenser 60 are disposed in the power generation chamber 82.

次に発熱機81について説明する。図2〜図4を参照して、本実施の形態における発熱機81は、風車30と、風車30の回転軸32と同軸の円周(風車30の外周面)に沿って配置され、強磁性体を含む回転子21と、回転子21に対向して配置され、強磁性体からなる発熱部22Bと、回転子21および発熱部22Bを通る磁場を形成する磁場形成部23と、発熱部22Bに接触して配置され、内部を熱交換用の流体が通る配管24とを備えている。風車30は、略水平方向32Aに延びるよう配置される回転軸32と、回転軸32から径方向に突出し、風を受けることにより回転軸32を周方向に回転させるブレード34と、回転軸32から径方向に向けて延在する複数のスポーク部31とを含んでいる。個々のブレード34は複数のスポーク部31のそれぞれに固定、支持されている。また個々のスポーク部31は回転軸32と反対側の端部において別のスポーク部31と互いに接続および固定され、回転子21はスポーク部31の外周側端部に固定、支持されることが好ましい。回転子21は、複数のブレード34がなす環状の平面に面するように配置されている。また回転軸32を含む風車30全体は、支柱33に支持されている。   Next, the heat generator 81 will be described. With reference to FIGS. 2-4, the heat generator 81 in this Embodiment is arrange | positioned along the circumference (outer peripheral surface of the windmill 30) coaxial with the rotating shaft 32 of the windmill 30 and the windmill 30, and is ferromagnetic. A rotor 21 including a body, a heat generating portion 22B that is disposed to face the rotor 21 and is made of a ferromagnetic material, a magnetic field forming portion 23 that forms a magnetic field passing through the rotor 21 and the heat generating portion 22B, and a heat generating portion 22B. And a pipe 24 through which the fluid for heat exchange passes. The windmill 30 includes a rotating shaft 32 disposed so as to extend in a substantially horizontal direction 32A, a blade 34 that projects radially from the rotating shaft 32 and rotates the rotating shaft 32 in the circumferential direction by receiving wind, and the rotating shaft 32. And a plurality of spoke portions 31 extending in the radial direction. Each blade 34 is fixed and supported on each of the plurality of spoke portions 31. Each spoke 31 is connected and fixed to another spoke 31 at the end opposite to the rotation shaft 32, and the rotor 21 is preferably fixed and supported at the outer peripheral end of the spoke 31. . The rotor 21 is arranged so as to face an annular plane formed by a plurality of blades 34. The entire wind turbine 30 including the rotating shaft 32 is supported by the support 33.

図4〜図5は図2と同じ方向から回転子21および発熱台22を見たものであり、実際には回転子21は環状であるが、図を平易にするため、便宜的に回転子21は直線状に記載している。また図4〜図5の回転子21の下部では、発熱台22の内部を示している。回転子21には、円周方向に関して強磁性体部21Aと非磁性体部21Bとが一定の間隔で交互に配列されている。強磁性体部21Aにはたとえば鉄からなる薄い鋼板(たとえばいわゆる電磁鋼板)が図4〜図5の上下方向に複数重ねられている。強磁性体部21Aは渦電流が発生しにくいように構成されていることが好ましい。また非磁性体部21Bには非磁性材料が配置されていてもよいし、非磁性体部21Bは空洞であってもよい。非磁性体部21Bが空洞である場合には、隣り合う強磁性体部21A同士が一定の間隔で配置され、構造材を用いてこれらが接続された構成であることが好ましい。   4 to 5 show the rotor 21 and the heating base 22 viewed from the same direction as in FIG. 2, and the rotor 21 is actually annular, but the rotor is shown for convenience in order to simplify the drawing. 21 is described linearly. Moreover, the lower part of the rotor 21 of FIGS. 4-5 shows the inside of the heat generating stand 22. In the rotor 21, ferromagnetic parts 21 </ b> A and nonmagnetic parts 21 </ b> B are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction. A plurality of thin steel plates (for example, so-called electromagnetic steel plates) made of iron, for example, are stacked on the ferromagnetic portion 21A in the vertical direction of FIGS. The ferromagnetic portion 21A is preferably configured so that eddy currents are less likely to occur. In addition, a nonmagnetic material may be disposed in the nonmagnetic portion 21B, or the nonmagnetic portion 21B may be a cavity. When the nonmagnetic part 21B is hollow, it is preferable that the adjacent ferromagnetic parts 21A are arranged at regular intervals and are connected using a structural material.

発熱台22の内部には、回転子21の延在する方向に沿うように複数の(たとえば2台の)強磁性体である強磁性部材22Cが一定の間隔で配置される。強磁性部材22Cは発熱困難部22Aと発熱部22Bとを含んでいる。発熱困難部22Aは渦電流を発生しにくく、発熱しにくい構成であることが好ましい。発熱困難部22Aは強磁性体部21Aと同様に、たとえば鉄からなる薄い鋼板が図4〜図5の上下方向に複数重ねられている。発熱部22Bは渦電流を発生しやすく、発熱しやすい構成であることが好ましい。発熱部22Bは一体の鉄の構造体からなることが好ましい。また発熱困難部22Aの外周には磁場形成部23が巻回されている。磁場形成部23は内部を電流が流れることにより磁場を形成するコイルを含むことが好ましい。図4の磁場形成部23は強磁性部材22Cに巻回されるコイルである。発熱部22Bの周囲に配置される配管24の内部を流れる熱媒体としての水は蓄熱部40に到達し、蓄熱部40に保持される。   A plurality of (for example, two) ferromagnetic members 22 </ b> C, which are ferromagnetic materials, are arranged at regular intervals along the direction in which the rotor 21 extends inside the heating table 22. The ferromagnetic member 22C includes a heat generation difficult portion 22A and a heat generation portion 22B. It is preferable that the heat generation difficulty portion 22A has a configuration that hardly generates eddy currents and hardly generates heat. In the heat generation difficult part 22A, a plurality of thin steel plates made of iron, for example, are stacked in the vertical direction in FIGS. It is preferable that the heat generating part 22B has a configuration that easily generates eddy current and easily generates heat. The heat generating portion 22B is preferably made of an integral iron structure. A magnetic field forming unit 23 is wound around the outer periphery of the heat generation difficult part 22A. The magnetic field forming unit 23 preferably includes a coil that forms a magnetic field when a current flows through the inside. The magnetic field forming unit 23 in FIG. 4 is a coil wound around the ferromagnetic member 22C. Water as a heat medium flowing through the inside of the pipe 24 arranged around the heat generating unit 22B reaches the heat storage unit 40 and is held by the heat storage unit 40.

次に、風力熱発電システム1の動作について説明する。図2および図5を参照して、磁場形成部23の内部に流れる電流により、強磁性部材22C(発熱部22B)および回転子21を通る磁場β1、β2が発生する。ここでブレード34が風を受けると、風車30が回転するため、スポーク部31を介してブレード34に接続されている回転子21が回転し、強磁性体部21Aが図5の矢印αの方向に移動する。このとき、強磁性部材22Cおよび回転子21を通る磁場β1、β2の時間的な強弱の変化が発生する。具体的には、たとえば図5の左側の強磁性部材22Cのように、その真上に強磁性体部21Aが重なる領域が少ない場合、強磁性部材22Cと回転子21とを通る磁場β1は比較的弱くなる。これに対し、たとえば図5の右側の強磁性部材22Cのように、その真上に強磁性体部21Aが重なる領域が多い場合、強磁性部材22Cと回転子21とを通る磁場β2は比較的強くなる。 Next, the operation of the wind thermal power generation system 1 will be described. With reference to FIG. 2 and FIG. 5, magnetic fields β 1 and β 2 passing through the ferromagnetic member 22C (heat generating part 22B) and the rotor 21 are generated by the current flowing inside the magnetic field forming part 23. Here, when the blade 34 receives wind, the windmill 30 rotates, so that the rotor 21 connected to the blade 34 via the spoke portion 31 rotates, and the ferromagnetic portion 21A moves in the direction of arrow α in FIG. Move to. At this time, temporal changes in the magnetic fields β 1 and β 2 passing through the ferromagnetic member 22C and the rotor 21 occur. Specifically, for example, when the region where the ferromagnetic part 21A overlaps directly above the ferromagnetic member 22C on the left side of FIG. 5 is small, the magnetic field β 1 passing through the ferromagnetic member 22C and the rotor 21 is Relatively weak. On the other hand, when there are many regions where the ferromagnetic part 21A overlaps directly above the ferromagnetic member 22C on the right side of FIG. 5, for example, the magnetic field β 2 passing through the ferromagnetic member 22C and the rotor 21 is compared. Become stronger.

図5の状態となる時刻から一定時間が経過して図6の状態となる時刻においては、左側の強磁性部材22Cの真上に強磁性体部21Aが重なる領域が多くなり、強磁性部材22Cと回転子21とを通る磁場β1は比較的強くなる。これに対し、図6の右側の強磁性部材22Cは、その真上に強磁性体部21Aが重なる領域は少なくなり、強磁性部材22Cと回転子21とを通る磁場β2は比較的弱くなる。 At a time when a certain amount of time elapses from the time of the state of FIG. 5 and the state of FIG. 6 is reached, the region where the ferromagnetic part 21A overlaps directly above the left ferromagnetic member 22C increases, and the ferromagnetic member 22C. And the magnetic field β 1 passing through the rotor 21 is relatively strong. On the other hand, the ferromagnetic member 22C on the right side of FIG. 6 has a smaller area where the ferromagnetic part 21A overlaps directly above, and the magnetic field β 2 passing through the ferromagnetic member 22C and the rotor 21 becomes relatively weak. .

このように各強磁性部材22Cに形成される磁場の強弱の時間変化により、発熱部22B内には渦電流が発生し、発熱部22Bは発熱する。すると発熱部22Bの周囲の配管24を流れる水が加熱されて水蒸気(あるいは加圧された熱水、または水蒸気と熱水との混合体)となり、蓄熱部40に到達する。そして、当該水蒸気および/または熱水は、高温、高圧の状態で蓄熱部40に蓄えられる。   Thus, due to the time change of the strength of the magnetic field formed in each ferromagnetic member 22C, an eddy current is generated in the heat generating part 22B, and the heat generating part 22B generates heat. Then, the water flowing through the pipe 24 around the heat generating part 22B is heated to become water vapor (or pressurized hot water or a mixture of water vapor and hot water) and reaches the heat storage part 40. And the said water vapor | steam and / or hot water are stored in the thermal storage part 40 in the state of high temperature and high pressure.

蓄熱部40に蓄えられた水蒸気または熱水から発生した水蒸気は、配管92を介して蒸気タービン51に供給され蒸気タービン51が回転する。そして、蒸気タービン51の回転が発電機52において電気に変換され、発電が達成される。   The steam generated from the steam or hot water stored in the heat storage unit 40 is supplied to the steam turbine 51 through the pipe 92 and the steam turbine 51 rotates. Then, the rotation of the steam turbine 51 is converted into electricity in the generator 52, and power generation is achieved.

蒸気タービン51の回転に用いられた水蒸気は配管93を通って復水器60に到達する。復水器60では、当該水蒸気が冷却されて液体の水に戻される。この水は配管94を通ってポンプ71に送られる。そして、ポンプ71は配管95を通して水を蓄熱部40に戻す。一方、蓄熱部40内の水は、配管96を通してポンプ72に送られる。そして、ポンプ72は配管97を通して水を発熱機81に供給する。つまり、発熱機30から蓄熱部40に入り、蓄熱部40から発熱機81に戻る水の循環と、蓄熱部40から蒸気タービン51、復水器60を通って蓄熱部40に戻る水の循環とが形成される。このようにして、熱媒体である水は風力熱発電システム1内を循環する。   The steam used to rotate the steam turbine 51 reaches the condenser 60 through the pipe 93. In the condenser 60, the water vapor is cooled and returned to liquid water. This water is sent to the pump 71 through the pipe 94. Then, the pump 71 returns the water to the heat storage unit 40 through the pipe 95. On the other hand, the water in the heat storage unit 40 is sent to the pump 72 through the pipe 96. The pump 72 supplies water to the heat generator 81 through the pipe 97. That is, circulation of water that enters the heat storage unit 40 from the heat generator 30 and returns from the heat storage unit 40 to the heat generator 81, and circulation of water that returns from the heat storage unit 40 to the heat storage unit 40 through the steam turbine 51 and the condenser 60 Is formed. In this way, water as a heat medium circulates in the wind power generation system 1.

ここで強磁性部材22Cが回転子21に沿って複数配置されることにより、風車30の回転による磁場の強度変化を連続的に発生させることができ、発熱部22Bでの発熱を持続的に起こすことができる。   Here, by arranging a plurality of the ferromagnetic members 22C along the rotor 21, a change in the strength of the magnetic field due to the rotation of the windmill 30 can be continuously generated, and the heat generation in the heat generating portion 22B is continuously generated. be able to.

なお風車30が受ける風が弱いときは、磁場形成部23の励起電流を小さくすることが好ましい。すると磁場形成部23が形成する磁場β1、β2の強度が小さくなり、ブレード34の外周部が磁場β1、β2により受ける抵抗の値が小さくなる。このためたとえばブレード34に加わる抵抗は実質的に力学的な抵抗のみとすることができる。このためブレード34に加わる全体の抵抗を小さくすることができ、風車30を容易に回転させることができる。これは、回転を開始する際に必要な回転トルクの大きい風車30に対しては特に効果が大きい。 When the wind received by the windmill 30 is weak, it is preferable to reduce the excitation current of the magnetic field forming unit 23. Then, the strengths of the magnetic fields β 1 and β 2 formed by the magnetic field forming unit 23 are reduced, and the resistance value that the outer peripheral portion of the blade 34 receives by the magnetic fields β 1 and β 2 is reduced. For this reason, for example, the resistance applied to the blade 34 can be substantially only a mechanical resistance. Therefore, the overall resistance applied to the blade 34 can be reduced, and the windmill 30 can be easily rotated. This is particularly effective for the wind turbine 30 having a large rotational torque required for starting rotation.

逆に、磁場形成部23に含まれるコイルとして超電導材料からなるものを用いれば、当該コイルに流れる電流値をより大きくすることができる。その結果、磁場形成部23が形成する磁場αをより強くすることができ、発熱部22Bでの渦電流をより大きくできる。つまりより効率的に発熱することができる。   Conversely, if a coil made of a superconducting material is used as the coil included in the magnetic field forming unit 23, the value of the current flowing through the coil can be further increased. As a result, the magnetic field α formed by the magnetic field forming unit 23 can be further increased, and the eddy current in the heat generating unit 22B can be further increased. That is, heat can be generated more efficiently.

本実施の形態における発熱機81によれば、上記風力熱発電システム1においては、発熱台22は風力熱発電システム1が設置される地面上に配置されている。つまり磁場形成部23や発熱部22Bが、風車30の外周面の最下部に配置される回転子21に沿うように配置される。このため回転軸32は風車30のブレード34やスポーク部31、回転子21のみを支えればよく、回転軸32で質量の大きい発熱台22を支える必要がない。したがって回転軸32や支柱33に加わる荷重を軽くし、風力熱発電システム1全体の強度などの設計を容易にすることができる。また発熱台22が地上の低いところに設置されるため、たとえば発熱台22のメンテナンス時においても高所作業を行なう必要がなくなり、メンテナンス作業をより容易にすることができる。   According to the heat generator 81 in the present embodiment, in the wind thermal power generation system 1, the heat generating base 22 is arranged on the ground where the wind thermal power generation system 1 is installed. That is, the magnetic field forming unit 23 and the heat generating unit 22 </ b> B are arranged along the rotor 21 arranged at the lowermost part of the outer peripheral surface of the windmill 30. For this reason, the rotating shaft 32 only needs to support the blade 34, the spoke portion 31, and the rotor 21 of the windmill 30, and it is not necessary to support the heat generating base 22 having a large mass with the rotating shaft 32. Therefore, the load applied to the rotating shaft 32 and the support column 33 can be reduced, and the design of the strength of the wind power generation system 1 as a whole can be facilitated. Further, since the heating table 22 is installed at a low place on the ground, it is not necessary to perform work at a high place, for example, during maintenance of the heating table 22, and the maintenance work can be made easier.

本実施の形態における発熱機81によれば、風車30の個々のブレード34はスポーク部31により固定、支持される。このためブレード34が回転軸32にて支持されるために回転軸32に加わる応力をより小さくすることができる。逆に言えば回転軸32のみでブレード34を支持する場合より、ブレード34自体や回転軸32が損傷する可能性を低減することができるとともに、ブレード34自体の剛性を低くしてもよい。このようにすれば、大型の一体型のブレード34ではなく、複数の部材が接合されたブレード34を用いたとしても、ブレード34は回転軸32とスポーク部31とにより支持されているので、使用時にブレード34の部材の接合部においてブレード34が崩壊する可能性が低減される。したがって、スポーク部31が設けられることにより、ブレード34として複数の小さい部材が接合された構造体を用いることが可能となり、ブレード34の風力熱発電システム1の設置場所までの運送を容易にすることができる。   According to the heat generator 81 in the present embodiment, the individual blades 34 of the windmill 30 are fixed and supported by the spoke portions 31. For this reason, since the blade 34 is supported by the rotating shaft 32, the stress applied to the rotating shaft 32 can be further reduced. In other words, the possibility of damage to the blade 34 itself and the rotary shaft 32 can be reduced and the rigidity of the blade 34 itself may be lowered as compared with the case where the blade 34 is supported only by the rotary shaft 32. In this way, the blade 34 is supported by the rotating shaft 32 and the spoke portion 31 even if a blade 34 in which a plurality of members are joined is used instead of the large integrated blade 34. Sometimes the likelihood of the blade 34 collapsing at the joint of the blade 34 members is reduced. Therefore, by providing the spoke portion 31, it is possible to use a structure in which a plurality of small members are joined as the blade 34, and facilitate the transportation of the blade 34 to the installation location of the wind power generation system 1. Can do.

またブレード34として複数の小さい部材が接合された構造体を用いれば、一体型のブレード34よりも大きいブレード34を容易に形成することが可能となる。このため風車30の回転力による発電部50の発電量をより高めることができる。   Further, if a structure in which a plurality of small members are joined is used as the blade 34, it is possible to easily form the blade 34 larger than the integrated blade 34. For this reason, the electric power generation amount of the electric power generation part 50 by the rotational force of the windmill 30 can be raised more.

あるいは、一体型のブレード34の輸送限界による最大サイズよりもさらにブレード34が大きくなれば、より低速で風車30を回転することができる。これはより低速で風車30を回転しても風車30の発電能力が十分大きいためである。風車30の回転をより低速にすることにより、風車30の回転軸におけるベアリングの寿命を長くしたり、風車30の回転に起因する騒音の発生を抑制したりすることができる。   Alternatively, if the blade 34 becomes larger than the maximum size due to the transport limit of the integrated blade 34, the windmill 30 can be rotated at a lower speed. This is because even if the windmill 30 is rotated at a lower speed, the power generation capacity of the windmill 30 is sufficiently large. By making the rotation of the windmill 30 slower, it is possible to extend the life of the bearings on the rotating shaft of the windmill 30 and to suppress the generation of noise due to the rotation of the windmill 30.

(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2について説明する。実施の形態2における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作する。しかし、実施の形態2における発熱機81は、回転子21および発熱台22の構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 which is another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 in the second embodiment basically have the same structure as that in the first embodiment and operate in the same manner. However, the heat generator 81 in the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the rotor 21 and the heat generating base 22.

すなわち、図7および図8を参照して、実施の形態2の発熱機81は、回転子21がブレード34の外周面よりも内側において、風車30の回転軸32と同軸の円周に沿って配置されている。図7および図8においては、回転軸32から径方向に向けて延在するブレード34の、回転軸32からの延在する長さがブレード34の全長の約半分の箇所にて回転子21が配置されている。発熱台22は実施の形態1と同様に、回転子21の外周面に対向するように配置される。したがって発熱台22は、風車30のなす平面のより内側、すなわち実施の形態1の発熱台22よりも上方に配置される。   That is, referring to FIG. 7 and FIG. 8, in the heat generator 81 according to the second embodiment, the rotor 21 is located on the inner side of the outer peripheral surface of the blade 34 along the circumference coaxial with the rotating shaft 32 of the windmill 30. Has been placed. 7 and 8, the rotor 21 is located at a position where the length of the blade 34 extending in the radial direction from the rotating shaft 32 is approximately half the total length of the blade 34. Has been placed. The heating table 22 is arranged so as to face the outer peripheral surface of the rotor 21 as in the first embodiment. Therefore, the heating table 22 is arranged on the inner side of the plane formed by the windmill 30, that is, above the heating table 22 of the first embodiment.

実施の形態2のように回転子21を風車30がなす円周のより内側に配置することにより、回転子21が風車30の外周部に配置される場合に比べて、回転子21が風車30の円周方向に沿って延在する長さが短くなる。したがって、回転子21の全体の重量を軽くすることができる。このため回転軸32が回転子21を支える荷重をより軽くすることができる。   By disposing the rotor 21 on the inner side of the circumference formed by the windmill 30 as in the second embodiment, the rotor 21 is arranged in the windmill 30 as compared with the case where the rotor 21 is disposed on the outer peripheral portion of the windmill 30. The length extending along the circumferential direction is shortened. Therefore, the entire weight of the rotor 21 can be reduced. For this reason, the load which the rotating shaft 32 supports the rotor 21 can be made lighter.

(実施の形態3)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態3について説明する。実施の形態3における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作する。しかし、実施の形態3における発熱機81は、発熱台22が風車30の外周面の下部および上部に設置されている構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。図9を参照して、風車30の外周面の上部に設置されている発熱台22の構成は、外周面の下部の発熱台22と同様である。また図9の外周面の下部の発熱台22の構成は、実施の形態1の発熱台22の構成と同様である。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 according to the third embodiment basically have the same structure as that of the first embodiment and operate in the same manner. However, the heat generator 81 in the third embodiment is different from that in the first embodiment in the configuration in which the heat generating base 22 is installed at the lower part and the upper part of the outer peripheral surface of the windmill 30. Referring to FIG. 9, the configuration of the heating table 22 installed at the upper part of the outer peripheral surface of the windmill 30 is the same as that of the heating table 22 at the lower part of the outer peripheral surface. 9 is the same as the configuration of the heating table 22 in the first embodiment.

本実施の形態のように発熱台22が風車30の外周側の複数箇所に(たとえば下部および上部に合計2台)設置されていれば、発熱機81や風力熱発電システム1全体の発電能力を増大させる(図9の場合は2倍にする)ことができる。   If the heat generating bases 22 are installed at a plurality of locations on the outer peripheral side of the windmill 30 (for example, a total of two in the lower part and the upper part) as in the present embodiment, the power generation capacity of the heat generator 81 and the wind power generation system 1 as a whole is increased. It can be increased (doubled in the case of FIG. 9).

(実施の形態4)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態4について説明する。実施の形態4における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態4における発熱機81は、支柱33や発熱台22が
調整部25の上に載置されている構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind power generation system 1 according to the fourth embodiment basically have the same structure as that of the first embodiment, operate in the same manner, and achieve the same effects. However, the heat generator 81 in the fourth embodiment is different from that in the first embodiment in the configuration in which the support 33 and the heat generating base 22 are placed on the adjusting unit 25.

図10および図11を参照して、調整部25は、たとえばターンテーブルなど、調整部25が設置される平面に沿った方向に自由に回転することが可能な構成である。つまり調整部25の上に支柱33や発熱台22が固定されることにより、風車30を含む発熱機81の全体は、ターンテーブルの回転に伴い回転し、任意の方向を向くことが可能となる。   Referring to FIGS. 10 and 11, adjustment unit 25 is configured to be freely rotatable in a direction along a plane on which adjustment unit 25 is installed, such as a turntable. That is, by fixing the support 33 and the heating table 22 on the adjustment unit 25, the entire heat generator 81 including the windmill 30 rotates with the rotation of the turntable and can be directed in any direction. .

上記のような構成を有することにより、風向の変化に応じてブレード34が任意の方向を向くように調整することができるため、ブレード34はより効率的に回転することができる。このため、風車30や回転子21の回転エネルギを、発電部50の発電により有効に利用することができる。   By having the configuration as described above, the blade 34 can be adjusted so as to face an arbitrary direction in accordance with the change in the wind direction, so that the blade 34 can rotate more efficiently. For this reason, the rotational energy of the windmill 30 and the rotor 21 can be effectively utilized by the power generation of the power generation unit 50.

(実施の形態5)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態5について説明する。実施の形態5における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし図12を参照して、実施の形態5における発熱機81は、風車30が支柱33の代わりにローラ状であって回転可能な円柱支持体35により2箇所で支持されている構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 5)
Next, Embodiment 5 which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 according to the fifth embodiment basically have the same structure as that of the first embodiment, operate in the same manner, and produce the same effects. However, referring to FIG. 12, the heat generator 81 in the fifth embodiment is implemented in a configuration in which the windmill 30 is supported in two places by a cylindrical support body 35 that is in the form of a roller instead of the support 33 and is rotatable. This is different from the case of Form 1.

上記のような円柱支持体35が発熱機81に含まれていてもよい。このとき、円柱支持体35と回転子21とが互いに接触するように配置されることにより、回転子21を含む風車30は円柱支持体35に支持される。また円柱支持体35が図12の円周方向に沿ってその中心軸を中心として自在に回転可能であるため、回転子21の回転に伴い、円柱支持体35は回転子21の外周面上の移動(回転)に伴なって回転する。このため回転子21はより滑らかに、より軽い力で回転することができる。   The cylindrical support 35 as described above may be included in the heat generator 81. At this time, the wind turbine 30 including the rotor 21 is supported by the column support 35 by arranging the column support 35 and the rotor 21 so as to contact each other. Further, since the columnar support 35 can freely rotate around its central axis along the circumferential direction of FIG. 12, the columnar support 35 is placed on the outer peripheral surface of the rotor 21 as the rotor 21 rotates. Rotates with movement (rotation). For this reason, the rotor 21 can rotate more smoothly and with a lighter force.

(実施の形態6)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態6について説明する。実施の形態6における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし図13を参照して、実施の形態6における発熱機81は、ブレード34が実施の形態1より多数備えられている構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 6)
Next, Embodiment 6 which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 in the sixth embodiment basically have the same structure as that in the first embodiment, operate in the same manner, and produce the same effects. However, referring to FIG. 13, the heat generator 81 in the sixth embodiment is different from that in the first embodiment in the configuration in which a larger number of blades 34 are provided than in the first embodiment.

風車30のなす円周方向に関して、実施の形態1と同様の間隔で配置されている隣り合うブレード34Aの間に、さらに1台のブレード34Bが配置されている。ブレード34Aは実施の形態1のブレード34と同様に、回転軸32から径方向に突出するように延在するが、ブレード34Bはブレード34Aの回転軸32側の端部よりも径方向の外側を端部として、そこから径方向に突出するように延在する。このような構成とすることにより、ブレードの本数が増加した場合に、回転軸32の近傍にて隣り合うブレード34A、34B同士の干渉が抑制される。   In the circumferential direction formed by the windmill 30, another blade 34 </ b> B is further disposed between adjacent blades 34 </ b> A that are disposed at the same intervals as in the first embodiment. The blade 34A extends like the blade 34 of the first embodiment so as to protrude in the radial direction from the rotary shaft 32. However, the blade 34B has a radially outer side than the end of the blade 34A on the rotary shaft 32 side. As an end, it extends so as to protrude in the radial direction therefrom. By adopting such a configuration, when the number of blades increases, interference between adjacent blades 34A and 34B in the vicinity of the rotating shaft 32 is suppressed.

本実施の形態のようにブレード34A、34Bの本数が増加すれば、風車30が風を利用する効率が向上する。すなわち、発熱機81の周囲の風速が同じであっても、多数のブレード34A、34Bにより、風を回転力に変換する効率が向上する。しかし仮に回転軸32の近傍にて、多数のブレード34A、34B同士が干渉すれば、回転軸32の近傍においては複数のブレード34A、34Bが一体になったように集合する。この領域においては風を通過させることができる隙間がなくなるため、風を回転力に変換する効率が低下する可能性がある。そこで回転軸32の近傍においても風が通過できる隙間を確保するため、実施の形態1のブレード34に対して追加されたブレード34Bをブレード34Aよりも短くして、回転軸32の近傍におけるブレード34A、34Bの隙間を実施の形態1と同程度とする。このようにすれば、回転軸32の近傍における風を回転力に変換する効率の低下が抑制される。   If the number of blades 34A and 34B increases as in the present embodiment, the efficiency with which the windmill 30 uses wind is improved. That is, even if the wind speed around the heat generator 81 is the same, the efficiency of converting wind into rotational force is improved by the large number of blades 34A and 34B. However, if a large number of blades 34 </ b> A and 34 </ b> B interfere with each other in the vicinity of the rotation shaft 32, the plurality of blades 34 </ b> A and 34 </ b> B gather together in the vicinity of the rotation shaft 32. In this region, since there is no gap through which the wind can pass, there is a possibility that the efficiency of converting the wind into a rotational force is lowered. Therefore, in order to secure a gap through which the wind can pass in the vicinity of the rotating shaft 32, the blade 34B added to the blade 34 of the first embodiment is made shorter than the blade 34A, and the blade 34A in the vicinity of the rotating shaft 32 is used. , 34B are set to the same extent as in the first embodiment. In this way, a decrease in efficiency in converting wind in the vicinity of the rotating shaft 32 into rotational force is suppressed.

(実施の形態7)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態7について説明する。実施の形態7における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし実施の形態7における発熱機81は、ブレード34の構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 7)
Next, Embodiment 7 which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 according to the seventh embodiment basically have the same structure as that of the first embodiment, operate in the same manner, and achieve the same effects. However, the heat generator 81 according to the seventh embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the blade 34.

実施の形態7の発熱機81は、平板形状の複数のブレード34の向きが、風車30の回転状況や風向に応じて変化する構成となっている。具体的には、図14および図15を参照して、風車30における上側半分のブレード34は、平板形状のうち最も面積の大きい主面が、風車30の回転方向に沿う円形状の平面に交差する方向(たとえば垂直な方向)を向くように配置されている。一方、下側半分のブレード34は、平板形状のうち最も面積の大きい主面が、風車30の回転方向に沿う円形状の平面に対する角度が上記上側半分のブレード34における当該角度より小さくなる(より好ましくは上記平面に沿う方向に上記主面が向く)ように配置されている。なお各ブレード34は、風車30の回転に伴なって、上側にあるときは上記風車30の回転方向に沿う平面に交差する(たとえば垂直な)方向に主面が向き、さらに風車30の下側にあるときは当該平面にほぼ沿うように主面が向く状態へと、その向きが変更される。   The heat generator 81 of the seventh embodiment has a configuration in which the direction of the plurality of flat blades 34 changes according to the rotation state and the wind direction of the windmill 30. Specifically, referring to FIG. 14 and FIG. 15, the upper half blade 34 of the windmill 30 has a main surface having the largest area among the flat plate shapes intersecting a circular plane along the rotation direction of the windmill 30. It arrange | positions so that it may face the direction (for example, perpendicular | vertical direction) to do. On the other hand, in the lower half blade 34, the main surface having the largest area in the flat plate shape has an angle with respect to a circular plane along the rotation direction of the windmill 30 smaller than the angle in the upper half blade 34 (more Preferably, the main surface faces in a direction along the plane. When each blade 34 is on the upper side as the wind turbine 30 rotates, the main surface faces in a direction intersecting (for example, perpendicular to) the plane along the rotation direction of the wind turbine 30, and the lower side of the wind turbine 30. The orientation of the main surface is changed so as to be substantially along the plane.

この状況の場合、たとえば図14の右方から左方へ、すなわち図15の紙面に垂直な手前側から奥側へ風が吹けば、図14の上側半分のブレード34は、風が吹く方向に大きな面積を有する配置となるため、風を受けて風車を図14における左回りに回転させる力が発生する。これに対して図14の下側半分のブレード34は、風が吹く方向に小さな面積を有する配置となるため、風を受けることによる応力が上記上側半分のブレード34より小さくなる。このため風車30は、図14の上側半分のブレード34が受ける風により反時計方向に回転する。   In this situation, for example, if the wind blows from the right side to the left side in FIG. 14, that is, from the near side perpendicular to the paper surface in FIG. 15 to the far side, the upper half blade 34 in FIG. Since the arrangement has a large area, a force for receiving wind and rotating the windmill counterclockwise in FIG. 14 is generated. On the other hand, the lower half blade 34 in FIG. 14 has a small area in the wind blowing direction, so that stress caused by receiving the wind is smaller than that of the upper half blade 34. Therefore, the windmill 30 rotates counterclockwise by the wind received by the upper half blade 34 in FIG.

つまり、図14の下側半分のブレード34は、風により受ける応力が小さくなるため、たとえば下側半分のブレード34は、図14の右側から左側へ移動するように回転する力を受けにくくなる。したがって上側半分のブレード34による回転を打ち消す方向の力が風車30に加わりにくくなり、風車30が図14における反時計方向に回転する。   That is, the lower half blade 34 in FIG. 14 receives less stress due to the wind, and thus, for example, the lower half blade 34 is less likely to receive a rotating force so as to move from the right side to the left side in FIG. Therefore, the force in the direction to cancel the rotation by the upper half blade 34 is less likely to be applied to the windmill 30, and the windmill 30 rotates counterclockwise in FIG.

また図14の状況において、たとえば図14の紙面に垂直な手前側から奥側へ風が吹けば、図14の下側半分のブレード34は風を受けて回転する効率が向上し(風により受ける応力が大きくなり)、図14の上側半分のブレード34は風を受けて回転する効率が低下する(風により受ける応力が小さくなる)。このため下側半分のブレード34により風車30が回転することができる。つまり図14の発熱機においては、上記のいずれの方向から風が吹いたとしても、高効率に風を受けて回転することが可能となる。このため効率的に利用することができる風向の範囲が拡張し、結果として風力熱発電システム1の当該風の利用効率が高められる。   In the situation of FIG. 14, for example, if the wind blows from the near side perpendicular to the paper surface of FIG. 14 to the back side, the blade 34 in the lower half of FIG. The blade 34 in the upper half of FIG. 14 receives the wind and the efficiency of rotation is reduced (the stress received by the wind is reduced). Therefore, the windmill 30 can be rotated by the lower half blade 34. That is, the heat generator shown in FIG. 14 can rotate with high efficiency even if the wind blows from any of the above directions. For this reason, the range of the wind direction which can be utilized efficiently is expanded, As a result, the utilization efficiency of the said wind of the wind thermal power generation system 1 is improved.

なおすべてのブレード34について、回転軸32の近傍における各ブレード34に対して、各ブレード34の大きな面積を有する主面の向きを変更するアクチュエータなどが施されてもよい。このようにすれば、たとえば風車30の各ブレード34の回転による位置(位相)に応じて、各ブレード34が風を効率的に受けることができる方向を向くように回転することができるため、より効率的に風エネルギを利用することが可能となる。   For all the blades 34, an actuator or the like for changing the orientation of the main surface having a large area of each blade 34 may be applied to each blade 34 in the vicinity of the rotation shaft 32. In this case, for example, each blade 34 can be rotated so as to face the direction in which the wind can be efficiently received in accordance with the position (phase) due to the rotation of each blade 34 of the windmill 30. Wind energy can be used efficiently.

(実施の形態8)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態8について説明する。実施の形態8における発熱機81および風力熱発電システム1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様に動作するとともに、同様の効果を奏する。しかし実施の形態8における発熱機81は、支柱33の構成において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 8)
Next, an eighth embodiment which is still another embodiment of the present invention will be described. The heat generator 81 and the wind thermal power generation system 1 according to the eighth embodiment basically have the same structure as that of the first embodiment, operate in the same manner, and produce the same effects. However, the heat generator 81 in the eighth embodiment is different from that in the first embodiment in the configuration of the column 33.

図16および図17を参照して、実施の形態8の発熱機81は、図16の紙面に垂直な方向、図17の左右方向に対して一方にのみ支柱33が配置され、当該支柱33により、回転軸32やスポーク部31が支持されている。図18は、実施の形態2のように回転子21が風車30の外周がなす平面より内部に配置された構成において、図17と同様に支柱33が一方にのみ配置される場合の構成を示している。   Referring to FIGS. 16 and 17, in the heat generator 81 of the eighth embodiment, the support column 33 is disposed only in one direction with respect to the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The rotating shaft 32 and the spoke part 31 are supported. FIG. 18 shows a configuration in which the struts 33 are arranged only on one side as in FIG. 17 in the configuration in which the rotor 21 is arranged inside the plane formed by the outer periphery of the windmill 30 as in the second embodiment. ing.

つまり、支柱33は実施の形態1のように2方向から風車30を支持する構成であってもよいが、本実施の形態のように1方向のみから風車30を支持する構成であってもよい。   That is, the column 33 may be configured to support the windmill 30 from two directions as in the first embodiment, but may be configured to support the windmill 30 from only one direction as in the present embodiment. .

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の発熱機および風力熱発電システムは、渦電流による発熱を利用した発熱機および当該発熱機を構成要素として含む風力熱発電システムに、特に有利に適用され得る。   The heat generator and the wind power generation system of the present invention can be particularly advantageously applied to a heat generator using heat generated by an eddy current and a wind power generation system including the heat generator as a component.

1 風力熱発電システム、21 回転子、21A 強磁性体部、21B 非磁性体部、22 発熱台、22A 発熱困難部、22B 発熱部、22C 強磁性部材、23 磁場形成部、24 配管、25 調整部、30 風車、31 スポーク部、32 回転軸、32A 略水平方向、33 支柱、34,34A,34B ブレード、35 円柱支持体、40 蓄熱部、50 発電部、51 蒸気タービン、52 発電機、60 復水器、61,62 配管、71,72 ポンプ、81 発熱機、82 発電室、92〜98 配管。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind thermal power generation system, 21 Rotor, 21A Ferromagnetic part, 21B Non-magnetic part, 22 Heating stand, 22A Heating difficult part, 22B Heating part, 22C Ferromagnetic member, 23 Magnetic field formation part, 24 Piping, 25 Adjustment Part, 30 windmill, 31 spoke part, 32 rotating shaft, 32A substantially horizontal direction, 33 strut, 34, 34A, 34B blade, 35 cylindrical support, 40 heat storage part, 50 power generation part, 51 steam turbine, 52 generator, 60 Condenser, 61, 62 piping, 71, 72 pump, 81 heat generator, 82 power generation chamber, 92-98 piping.

Claims (7)

風車と、
前記風車の回転軸と同軸の円周に沿って配置され、強磁性体を含む回転子と、
前記回転子に対向して配置され、強磁性体からなる発熱部と、
前記回転子および前記発熱部を通る磁場を形成する磁場形成部と、
前記発熱部に接触して配置され、内部を熱交換用の流体が通る配管とを備えた、発熱機。
With a windmill,
A rotor disposed along a circumference coaxial with the rotation axis of the windmill, and including a ferromagnetic material;
A heating part that is disposed opposite to the rotor and is made of a ferromagnetic material;
A magnetic field forming part for forming a magnetic field passing through the rotor and the heat generating part;
A heat generator comprising: a pipe disposed in contact with the heat generating portion and having a pipe through which a fluid for heat exchange passes.
前記風車は、
前記回転軸から径方向に向けて延在する複数のスポーク部と、
前記スポーク部のそれぞれに設置されたブレードとを含む、請求項1に記載の発熱機。
The windmill is
A plurality of spoke portions extending radially from the rotating shaft;
The heat generator according to claim 1, comprising a blade installed on each of the spoke portions.
前記回転子は、前記風車の外周面に沿って配置される、請求項1または2に記載の発熱機。   The heat generator according to claim 1 or 2, wherein the rotor is disposed along an outer peripheral surface of the windmill. 前記磁場形成部は、内部を電流が流れることにより磁場を形成するコイルを含んでいる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発熱機。   The said magnetic field formation part is a heat generating machine of any one of Claims 1-3 containing the coil which forms a magnetic field by an electric current flowing through the inside. 前記コイルは超電導材料からなっている、請求項4に記載の発熱機。   The heat generator according to claim 4, wherein the coil is made of a superconducting material. 前記風車は、前記回転軸を風向に沿った方向に調整する調整部をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発熱機。   The said windmill is a heat generating machine of any one of Claims 1-5 further including the adjustment part which adjusts the said rotating shaft to the direction along a wind direction. 発熱機と、
前記発熱機に接続され、前記発熱機において発生した熱を蓄える蓄熱部と、
前記蓄熱部に接続され、前記蓄熱部において蓄えられた熱を電気に変換する発電部とを備え、
前記発熱機は請求項1〜6のいずれか1項に記載の発熱機である、風力熱発電システム。
A heat generator,
A heat storage unit connected to the heat generator and storing heat generated in the heat generator;
A power generation unit that is connected to the heat storage unit and converts heat stored in the heat storage unit into electricity;
The said heat generator is a heat generator of any one of Claims 1-6 which is a heat generator of any one of Claims 1-6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014017320A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 住友電気工業株式会社 Wind-powered thermal power generation system
RU2581303C2 (en) * 2013-11-13 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Rotor of segmented wind-driven power generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017320A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 住友電気工業株式会社 Wind-powered thermal power generation system
US10184451B2 (en) 2012-07-26 2019-01-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wind-powered thermal power generation system
RU2581303C2 (en) * 2013-11-13 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Rotor of segmented wind-driven power generator

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