JP2016205255A - Composite windmill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2種類の風車を連結した複合風車に関する。 The present invention relates to a compound wind turbine in which two types of wind turbines are connected.
一般に、風力発電用の風車には、回転軸が風の方向に対して水平になっている水平軸型風車(プロペラ型風車)と、回転軸が風の方向に対して垂直になっている垂直軸型風車とが知られている。水平軸型風車は、回転静止状態から回転運動を開始する回転力(起動力)を得やすいという特徴を有し、垂直軸型風車は、風の方向に関係なく回転することができるという特徴を有している。 In general, wind turbines for wind power generation include a horizontal axis type wind turbine (propeller type wind turbine) whose rotation axis is horizontal to the wind direction and a vertical axis whose rotation axis is perpendicular to the wind direction. An axial wind turbine is known. A horizontal axis type windmill has a feature that it is easy to obtain a rotational force (starting force) that starts a rotational motion from a rotating stationary state, and a vertical axis type windmill has a feature that it can rotate regardless of the direction of the wind. Have.
このうち、垂直軸型風車には、風車の空気力を発生させる部位(ブレード)に働く抗力を風車の主たる回転力とするサボニウス型又はパドル型などの抗力型と、ブレードに働く揚力の回転方向成分を風車の主たる回転力とするダリウス型又は垂直翼型などの揚力型とが知られている。 Among them, in the vertical axis type windmill, a drag type such as a Savonius type or a paddle type in which a drag acting on a portion (blade) that generates aerodynamic force of the wind turbine is a main rotational force of the wind turbine, and a rotation direction of a lift acting on the blade A lift type such as a Darius type or a vertical wing type whose component is a main rotational force of a windmill is known.
垂直軸抗力型風車は、回転静止状態および回転状態で風を受けることにより、ブレードに抗力が生じ、この抗力による回転力によって回転運動を開始し、回転を継続するようになっており、比較的低速で回転することが可能である。しかし、その一方で、垂直軸抗力型風車は、周速比(ブレードの回転速度と風速の比)が1となると、風車をそれ以上に回すモーメントが発生せず、風速が上がっても、それ以上の回転数が得られず、発電効率が悪いという問題がある。 In the vertical axis drag type windmill, the blades are dragged by receiving wind in the rotating stationary state and the rotating state, and the rotational force generated by the drag starts rotating motion and continues to rotate. It is possible to rotate at a low speed. However, on the other hand, when the vertical axis drag type windmill has a circumferential speed ratio (ratio of blade rotation speed to wind speed) of 1, no moment is generated to turn the windmill beyond that, There is a problem that the above rotation speed cannot be obtained and the power generation efficiency is poor.
また、垂直軸揚力型風車は、回転状態で風を受けることにより、ブレードに揚力の回転方向成分が生じ、この揚力の回転方向成分による回転力によって回転を継続するようになっている。そのため、周速比が1以上の場合に風車の空力特性が良くなり、回転数が増大して、高い発電効率を得ることができる。しかし、その一方で、垂直軸揚力型風車は、周速比が1以下の場合に風車の空力特性が悪くなり、風車を回すモーメント(回転力)が小さくなってしまい、特に、回転静止状態では風を受けてもブレードに働く揚力の回転方向成分が生じないため、回転力が得られないという問題がある。 Further, the vertical axis lift type windmill receives wind in a rotating state, thereby generating a rotational component of the lift in the blade, and the rotation is continued by the rotational force of the rotational component of the lift. Therefore, when the peripheral speed ratio is 1 or more, the aerodynamic characteristics of the windmill are improved, the rotational speed is increased, and high power generation efficiency can be obtained. On the other hand, however, the vertical axis lift type windmill deteriorates the aerodynamic characteristics of the windmill when the peripheral speed ratio is 1 or less, and the moment (rotational force) to turn the windmill becomes small. There is a problem in that a rotational force cannot be obtained because a rotational direction component of lift acting on the blade does not occur even when receiving wind.
そこでこのような問題を改善するために、抗力と揚力とを利用する風車が開発されている。例えば、特許文献1には、垂直軸揚力型風車において、ブレードに開閉可能なフラップを設け、低速回転時にはフラップを開き、フラップで風を受けて発生した抗力により回転を補助し、回転数の上昇に伴いフラップを閉じるようにしたものが記載されている。また、例えば、特許文献2には、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車を一方向にのみ回転力を伝達するワンウエイクラッチを介して連結し、低速回転時には垂直軸抗力型風車の駆動トルクを垂直軸揚力型風車に伝達し、垂直軸揚力型風車の回転速度が垂直軸抗力型風車の回転速度を超えた時に連結が切り離されるようにしたものが記載されている。
In order to improve such problems, wind turbines using drag and lift have been developed. For example, in
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の風車では、強風時に垂直軸揚力型風車が過回転となるため、速度制御機構や強力なブレーキが必要になるという問題があった。また、ブレーキ破損時には、垂直軸揚力型風車が過回転により破損してしまう恐れもあった。更に、特許文献1に記載の風車では、フラップの開閉に電力が必要であるという問題もあった。
However, the wind turbines described in
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、弱風での起動性を向上させ、かつ、強風での過回転を抑制することができる複合風車を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a problem, and an object of the present invention is to provide a composite windmill that can improve startability in a weak wind and can suppress over-rotation in a strong wind.
本発明の複合風車は、垂直軸揚力型風車と、垂直軸抗力型風車と、これら垂直軸揚力型風車と、垂直軸抗力型風車とについて、垂直軸揚力型風車の回転数が垂直軸抗力型風車の回転数よりも小さい弱風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結し、垂直軸揚力型風車の回転数が過回転数よりも小さくかつ垂直軸抗力型風車の回転数よりも大きい中風時にトルクが伝達されないようにそれらを切離し、垂直軸揚力型風車の回転数が過回転数以上の強風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結する連結・切離し部とを備えたものである。 The compound wind turbine according to the present invention includes a vertical axis lift type wind turbine, a vertical axis drag type wind turbine, the vertical axis lift type wind turbine, and the vertical axis drag type wind turbine. They are connected so that torque is transmitted when the wind is weaker than the rotational speed of the windmill, and the rotational speed of the vertical axis lift type windmill is smaller than the overspeed and larger than the rotational speed of the vertical axis drag type windmill. They are provided with a connecting / disconnecting section that separates them so that torque is sometimes not transmitted, and connects them so that torque is transmitted when the wind speed of the vertical axis lift type wind turbine is higher than the excessive speed.
本発明の複合風車によれば、弱風時には、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車とをトルクが伝達するように連結させるので、垂直軸抗力型風車の起動性を利用して垂直軸揚力型風車を回転させることができる。また、中風時には、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車をトルクが伝達しないように切離させるので、垂直軸抗力型風車により垂直軸揚力型風車の回転が阻害されず、垂直軸揚力型風車を高速回転させて発電を行うことができる。更に、強風時には、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車とをトルクが伝達するように連結させるので、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車の回転差を利用して垂直軸揚力型風車を減速させ、垂直軸揚力型風車の過回転を抑制しつつ、発電を行うことができる。 According to the composite wind turbine of the present invention, when the wind is weak, the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine are connected so as to transmit the torque. The lift type windmill can be rotated. In addition, the vertical axis lift type wind turbine is separated from the vertical axis drag type wind turbine so that torque is not transmitted during medium winds, so the vertical axis drag type wind turbine does not hinder the rotation of the vertical axis lift type wind turbine, and the vertical axis lift type Electric power can be generated by rotating the windmill at high speed. In addition, when the wind is strong, the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine are connected so that torque is transmitted, so the vertical axis lift type is utilized by utilizing the rotational difference between the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine. It is possible to generate power while decelerating the windmill and suppressing over-rotation of the vertical axis lift type windmill.
よって、垂直軸揚力型風車の弱風での起動性を向上させることができると共に、強風での過回転を抑制することができる。従って、強風でも垂直軸揚力型風車を停止させずに発電を行うことができ、トータルでの発電効率を向上させることができる。また、強風時のブレーキ故障による過回転及び破損を防止することができる。 Therefore, it is possible to improve the startability of the vertical axis lift type windmill in a weak wind and to suppress over-rotation in a strong wind. Therefore, even in a strong wind, power generation can be performed without stopping the vertical axis lift type windmill, and the total power generation efficiency can be improved. Further, it is possible to prevent over-rotation and breakage due to brake failure during strong winds.
また、周縁部に磁石が配設された第1磁力カップリングディスクと第2磁力カップリングディスクとを対向配置し、その間に外周部に磁石が配設された磁力軸を回転可能に配設し、磁力軸を移動させて、磁力軸が第1磁力カップリングディスク及び第2磁力カップリングディスクの周縁部に位置する時にはトルクを伝達し、中央部に位置する時にはトルクを伝達しないように制御するようにすれば、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車とを容易に連結し又は切離すことができる。 In addition, a first magnetic coupling disk and a second magnetic coupling disk having magnets arranged at the peripheral portion are arranged opposite to each other, and a magnetic axis having a magnet arranged at the outer peripheral portion is disposed between the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk. By moving the magnetic axis, control is performed so that torque is transmitted when the magnetic axis is positioned at the peripheral edge of the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk, and is not transmitted when positioned at the center. By doing so, it is possible to easily connect or disconnect the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine.
更に、風受板と磁力軸とを連結し、風受板にかかる風圧に応じて、磁力軸が第1磁力カップリングディスク及び第2磁力カップリングディスクの一周縁部から中央部を通って反対側の周縁部の方に移動するようにすれば、風力を利用して垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車の連結又は切離しを行うことができ、電力供給をせずに動作させることができる。 Further, the wind receiving plate and the magnetic force shaft are connected, and the magnetic force axis is opposite through the central portion from the peripheral edge of the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk according to the wind pressure applied to the wind receiving plate. By moving toward the peripheral edge on the side, the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine can be connected or disconnected using wind power, and can be operated without power supply. it can.
また、垂直軸揚力型風車の回転数を測定し、その回転数により弱風時、中風時、強風時を判断し、第1回転軸部と第2回転軸部とについて、トルクが伝達されるように連結し、又は、トルクが伝達されないように切離すようにすれば、垂直軸揚力型風車と垂直軸抗力型風車とを容易に連結し又は切離すことができる。 In addition, the rotational speed of the vertical axis lift type wind turbine is measured, and based on the rotational speed, it is determined whether the wind is weak, medium or strong, and torque is transmitted to the first and second rotating shafts. Thus, the vertical axis lift type wind turbine and the vertical axis drag type wind turbine can be easily connected or disconnected if they are connected in such a manner or separated so that torque is not transmitted.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る複合風車1の全体構成を表すものである。図2は、図1に示した垂直軸揚力型風車10の断面構成を表すものである。図3は、図1に示した垂直軸抗力型風車20の断面構成を表すものである。図4は、図1に示した連結・切離し部30の外観構成を表すもの、図5は、その断面構成を表すもの、図6は、その動作を説明するものである。図7は、垂直軸揚力型風車10及び垂直軸抗力型風車20の風速と回転数との関係を表すものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an overall configuration of a
本発明の複合風車1は、垂直軸揚力型風車10と、垂直軸抗力型風車20と、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20との間でトルクが伝達されるようにそれらを連結し、又は、トルクが伝達されないようにそれらを切離す連結・切離し部30とを備えている。
The
垂直軸揚力型風車10は、風の方向に対して垂直に配設された第1回転軸部11を有し、ブレード12に働く揚力の回転力成分を主たる回転力とするものである。垂直軸揚力型風車10としては、例えば、ダリウス型風車又は垂直翼型風車が挙げられ、いずれを用いることもできる。なお、本実施の形態では、垂直翼型風車を例に挙げて説明する。ブレード12は、例えば、第1回転軸部11に直交する面内で同一半径の円周方向に沿って間隔を開け、第1回転軸部11と並行に複数設けられている。ブレード12の第1回転軸部11に直交する面内における断面形状は、例えば、流線形の翼型とされている。ブレード12は、例えば、第1回転軸部11から放射状に延びる支持ストラック13の端部に配設され、風力によるブレード12の回転は、支持ストラック13を介して第1回転軸部11に伝達されるようになっている。
The vertical axis
垂直軸抗力型風車20は、風の方向に対して垂直に配設された第2回転軸部21を有し、ブレード22に働く抗力を主たる回転力とするものである。垂直軸抗力型風車20としては、例えば、サボニウス型風車、S 型風車、パドル型風車、又は、クロスフロー型風車が挙げられ、いずれを用いることもできる。なお、本実施の形態では、サボニウス型風車を例に挙げて説明する。ブレード22は、例えば、円筒を縦半分に切って円周方向にずらした形を有している。ブレード22は、例えば、円筒の長さ方向を第2回転軸部21と平行にし、円筒の長さ方向の両端部に配設されたブレード支持板23を介して第2回転軸部21に配設されており、風力によるブレード22の回転は、ブレード支持板23を介して第2回転軸部21に伝達されるようになっている。
The vertical axis drag
垂直軸揚力型風車10及び垂直軸抗力型風車20の風速と回転数との関係は例えば図7示した通りである。垂直軸抗力型風車20は弱風でも回転し、優れた始動性を有するが、垂直軸揚力型風車10は弱風では回転せず、始動性に劣る。しかし、風速が早くなると、ある時点で、垂直軸揚力型風車10の方が垂直軸抗力型風車20よりも回転数が高くなり、高速で回転することが可能である。
The relationship between the wind speed and the rotational speed of the vertical axis
連結・切離し部30は、例えば、垂直軸揚力型風車10の第1回転軸部11と、垂直軸抗力型風車20の第2回転軸部21とを同軸上に配設し、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20との間に配設されている。連結・切離し部30は、例えば、垂直軸揚力型風車10と、垂直軸抗力型風車20とについて、垂直軸揚力型風車10の回転数が垂直軸抗力型風車20の回転数よりも小さい弱風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結し、垂直軸揚力型風車10の回転数が過回転数よりも小さくかつ垂直軸抗力型風車20の回転数よりも大きい中風時にトルクが伝達されないようにそれらを切離し、垂直軸揚力型風車10の回転数が過回転数以上の強風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結するものである。
For example, the connecting / disconnecting
連結・切離し部30は、例えば、磁力カップリングを利用して構成することが好ましい。例えば、連結・切離し部30は、第1回転軸部11に配設された第1磁力カップリングディスク31と、第2回転軸部21に配設された第2磁力カップリングディスク32と、第1磁力カップリングディスク31と第2磁力カップリングディスク32との間に配設された磁力軸33と、磁力軸33を移動させる移動手段34とを有していることが好ましい。
The connecting / disconnecting
第1磁力カップリングディスク31は、例えば、円盤状であり、中央部において第1回転軸部11に対して垂直に配設されている。第2磁力カップリングディスク32も同様に、例えば、円盤状であり、中央部において第2回転軸部21に対して垂直に配設されている。第1磁力カップリングディスク31と第2磁力カップリングディスク32とは、例えば、互いに対向するように配設されており、それらの対向面には、周縁部に磁石31A,32Aがそれぞれ配設されている。磁石31A,32Aは、例えば、それぞれ、第1磁力カップリングディスク31又は第2磁力カップリングディスク32の周縁に沿って円環状に、S極とN極が交互に配置されている。第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の対向面における中央部には、例えば、磁石は配設されていない。
The first
磁力軸33は、例えば、第1磁力カップリングディスク31と第2磁力カップリングディスク32とを連動させてトルクを伝達することができるようにするためのものである。磁力軸33は、例えば、第1回転軸部11及び第2回転軸部21と直交する方向を回転軸として回転可能に配設され、外周部に磁石33Aが配設されている。磁石33Aは、例えば、回転方向に、S極とN極が交互に配置されている。
For example, the
移動手段34は、例えば、磁力軸33をその回転軸方向に移動させて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の周縁部に位置する時にはトルクを伝達し、中央部に位置する時にはトルクを伝達しないように制御するものである。移動手段34は、例えば、風を受ける風受板34Aと、風受板34Aと磁力軸33とを連結する支持部材34Bとを有していることが好ましい。風受板34Aは、例えば、風を受ける側が凹状に湾曲された板により構成されており、凹状側を支持部材34Bの側にして配設されている。
The moving means 34, for example, moves the
支持部材34Bは、例えば、風受板34Aにかかる風圧に応じて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の一周縁部から中央部を通って反対側の周縁部の方に移動するように支持するものである。支持部材34Bは、例えば、第1磁力カップリングディスク及び第2磁力カップリングディスク32を覆うカバー体35に対して移動可能に配設されている。カバー体35は、例えば、両端部が閉鎖された中空円管状であり、第1回転軸部11及び第2回転軸部21に対して回動可能に配設されていることが好ましい。また、支持部材34Bは、例えば、磁力軸33に配設された第1支持部34B1と、風受板34Aに配設された第2支持部34B2とを有している。第1支持部34B1は、例えば、第2支持部34B2に対して、第1回転軸部11及び第2回転軸部21と直交する方向を回転軸として回転可能に配設されている。
In the
移動手段34は、また、例えば、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の反対側の周縁部から一周縁部の方に移動する方向に付勢する付勢部材34Cを有していることが好ましい。付勢部材34Cは、例えば、風力に応じて第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の一周縁部から反対側の周縁部の方に移動させた磁力軸33を、風力が弱まった時に、風力に応じて逆の方向に移動させるためのものである。付勢部材34Cは、例えば、コイル状のつるまきばねにより構成することが好ましい。例えば、付勢部材34Cの一方の端部が磁力軸33に当接され、他方の端部がカバー体35の支持部材34Bが配設された側の内周面に当接されて、磁力軸33が支持部材34Bの側に移動すると、付勢部材34Cが収縮して、磁力軸33を反対側に付勢するように構成されていることが好ましい。
The moving means 34 also urges, for example, the
移動手段34は、更に、風受板34Aの位置を風の方向に応じて調整する風向制御翼34Dを有していることが好ましい。風向制御翼34Dは、例えば、平板状であり、カバー体35に対して配設され、カバー体35から風受板34Aが配設された方向に伸長して設けられている。風受板34Aは、例えば、カバー体35に配設されることにより、風の方向に応じて、第1回転軸部11及び第2回転軸部21に対して回動可能とされている。
The moving means 34 preferably further includes a wind
この複合風車1は、垂直軸揚力型風車10の回転数が垂直軸抗力型風車20の回転数よりも小さい弱風時には、例えば、図6(A)に示したように、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の一周縁部に位置している。これにより、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とは、トルクが伝達されるように連結され、垂直軸抗力型風車20が回転すると、第2磁力カップリングディスク32が回転し、連動して磁力軸33が回転し、連動して第1磁力カップリングディスク31が回転し、垂直軸揚力型風車10が回転する。よって、垂直軸抗力型風車20の起動性を利用して垂直軸揚力型風車10を回転させることができる。
In the
また、垂直軸揚力型風車10の回転数が過回転数よりも小さくかつ垂直軸抗力型風車20の回転数よりも大きい中風時には、例えば、図6(B)に示したように、風受板34Aにかかる風圧に応じて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の中央部に移動する。これにより、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とは、トルクが伝達されないように切離され、それぞれ独立して回転する。よって、垂直軸揚力型風車10は垂直軸抗力型風車20により回転が阻害されず、高速回転することができる。
Further, when the wind speed of the vertical axis
更に、垂直軸揚力型風車10の回転数が過回転数以上の強風時には、例えば、図6(C)に示したように、風受板34Aにかかる風圧に応じて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の反対側の周縁部に移動する。これにより、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とは、トルクが伝達されるように連結され、第1磁力カップリングディスク31と第2磁力カップリングディスク32とは磁力軸33を介して連動する。よって、垂直軸揚力型風車10は垂直軸抗力型風車20との回転差により減速し、過回転が抑制される。
Furthermore, when the rotational speed of the vertical axis
また、風速が弱まると、磁力軸33は、例えば、風受板34Aにかかる風圧に応じて、付勢部材34Cにより、第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の反対側の周縁部から一周縁部の方に移動する方向に移動する。これにより、風速に応じて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の一周縁部、中央部、又は、反対側の周縁部に位置し、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とは、トルクが伝達されるように連結され、又は、トルクが伝達されないように切離される。
When the wind speed is weakened, the
この複合風車1は、発電機を取り付けることにより、発電に用いることができる。
This
このように本実施の形態によれば、弱風時には、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とをトルクが伝達するように連結させるので、垂直軸抗力型風車20の起動性を利用して垂直軸揚力型風車10を回転させることができる。また、中風時には、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20をトルクが伝達しないように切離させるので、垂直軸抗力型風車20により垂直軸揚力型風車10の回転が阻害されず、垂直軸揚力型風車10を高速回転させて発電を行うことができる。更に、強風時には、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とをトルクが伝達するように連結させるので、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20の回転差を利用して垂直軸揚力型風車10を減速させ、垂直軸揚力型風車10の過回転を抑制しつつ、発電を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, when the wind is weak, the vertical axis
よって、垂直軸揚力型風車10の弱風での起動性を向上させることができると共に、強風での過回転を抑制することができる。従って、強風でも垂直軸揚力型風車10を停止させずに発電を行うことができ、トータルでの発電効率を向上させることができる。また、強風時のブレーキ故障による過回転及び破損を防止することができる。
Therefore, it is possible to improve the startability of the vertical axis lift
また、周縁部に磁石31A,32Aが配設された第1磁力カップリングディスク31と第2磁力カップリングディスク32とを対向配置し、その間に外周部に磁石33Aが配設された磁力軸33を回転可能に配設し、磁力軸33を移動させて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の周縁部に位置する時にはトルクを伝達し、中央部に位置する時にはトルクを伝達しないように制御するようにすれば、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とを容易に連結し又は切離すことができる。
Further, the first
更に、風受板34Aと磁力軸33とを連結し、風受板34Aにかかる風圧に応じて、磁力軸33が第1磁力カップリングディスク31及び第2磁力カップリングディスク32の一周縁部から中央部を通って反対側の周縁部の方に移動するようにすれば、風力を利用して垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20との連結又は切離しを行うことができ、電力供給をせずに動作させることができる。
Further, the
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る複合風車2の構成を表すものである。この複合風車2は、連結・切離し部40の具体的な構成が異なることを除き、第1の実施の形態に係る複合風車1と同様の構成を有している。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows the configuration of the composite wind turbine 2 according to the second embodiment of the present invention. This composite windmill 2 has the same configuration as the
なお、連結・切離し部40は、第1の実施の形態と同様に、例えば、垂直軸揚力型風車10の第1回転軸部11と、垂直軸抗力型風車20の第2回転軸部21とを同軸上に配設し、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20との間に配設されている。また、連結・切離し部40は、第1の実施の形態と同様に、例えば、垂直軸揚力型風車10と、垂直軸抗力型風車20とについて、弱風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結し、中風時にトルクが伝達されないようにそれらを切離し、強風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結するものである。
The connecting / disconnecting
具体的には、連結・切離し部40は、例えば、第1回転軸部11に配設された第1連結部41と、第2回転軸部21に配設された第2連結部42と、垂直軸揚力型風車10の回転数を測定する回転数測定手段43と、回転数測定手段43により測定された回転数により弱風時、中風時、強風時を判断し、第1連結部41と第2連結部42とを相対的に移動させる制御手段44とを有している。
Specifically, the connecting / disconnecting
第1連結部41と第2連結部42とは、例えば、互いに対向して、相対的に接近し又は離間することができるように配設されている。第1連結部41及び第2連結部42は、例えば、対向面に歯車が形成され、接近して歯車が組み合わされることにより連結するように構成されていてもよく、また、対向面が高い摩擦係数を有するように形成され、当接された時の摩擦により連結するように構成されてもよい。
The
回転数測定手段43は、どのようなものでもよく、接触式でも非接触式でもよい。制御手段44は、回転数測定手段43により測定された回転数に応じて、第1連結部41と第2連結部42とを当接させることにより、垂直型揚力型風車10と垂直型抗力型風車20とについて、トルクが伝達されるように連結し、又は、第1連結部41と第2連結部42とを離間させることにより、垂直型揚力型風車10と垂直型抗力型風車20とについて、トルクが伝達されないように切離すようになっている。
The rotation speed measuring means 43 may be any type, and may be a contact type or a non-contact type. The
このように構成しても、第1の実施の形態と同様に、垂直軸揚力型風車10と垂直軸抗力型風車20とを容易に連結し又は切離すことができる。
Even if comprised in this way, similarly to 1st Embodiment, the vertical axis
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、他の構成要素を備えていてもよい。 The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, each component has been specifically described. However, not all the components may be provided, and other components may be provided.
1,2…複合風車、10…垂直軸揚力型風車、11…第1回転軸部、12…ブレード、13…支持ストラック、20…垂直軸抗力型風車、21…第2回転軸部、22…ブレード、23…ブレード支持板、30…連結・切離し部、31…第1磁力カップリングディスク、31A…磁石、32…第2磁力カップリングディスク、32A…磁石、33…磁力軸、33A…磁石、34…移動手段、34A…風受板、34B…支持部材、34B1…第1支持部、34B2…第2支持部、34C…付勢部材、34D…風向制御翼、35…カバー体、40…連結・切離し部、41…第1連結部、42…第2連結部、43…回転数測定手段、44…制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
垂直軸抗力型風車と、
これら垂直軸揚力型風車と、垂直軸抗力型風車とについて、前記垂直軸揚力型風車の回転数が前記垂直軸抗力型風車の回転数よりも小さい弱風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結し、前記垂直軸揚力型風車の回転数が過回転数よりも小さくかつ前記垂直軸抗力型風車の回転数よりも大きい中風時にトルクが伝達されないようにそれらを切離し、前記垂直軸揚力型風車の回転数が過回転数以上の強風時にトルクが伝達されるようにそれらを連結する連結・切離し部と
を備えたことを特徴とする複合風車。 A vertical axis lift type windmill,
A vertical axis drag type windmill,
About these vertical axis lift type wind turbines and vertical axis drag type wind turbines, the torque is transmitted so that the torque is transmitted in a weak wind where the rotation speed of the vertical axis lift type wind turbine is smaller than the rotation speed of the vertical axis drag type wind turbine. And the vertical axis lift type wind turbine is separated so that torque is not transmitted during medium winds in which the rotational speed of the vertical axis lift type wind turbine is smaller than the over revolution number and larger than the rotational speed of the vertical axis drag type wind turbine. A combined wind turbine comprising: a connecting / disconnecting portion for connecting torques so that torque is transmitted when the wind speed is higher than the excessive speed.
前記垂直軸揚力型風車の第1回転軸部に配設され、周縁部に磁石が配設された第1磁力カップリングディスクと、
前記第1磁力カップリングディスクに対向するように前記垂直軸抗力型風車の第2回転軸部に配設され、周縁部に磁石が配設された第2磁力カップリングディスクと、
前記第1磁力カップリングディスクと前記第2磁力カップリングディスクとの間において、前記第1回転軸部及び前記第2回転軸部と直交する方向を回転軸として回転可能に配設され、外周部に磁石が配設された磁力軸と、
前記磁力軸をその回転軸方向に移動させて、前記磁力軸が前記第1磁力カップリングディスク及び前記第2磁力カップリングディスクの周縁部に位置する時にはトルクを伝達し、中央部に位置する時にはトルクを伝達しないように制御する移動手段と
を有することを特徴とする請求項1記載の複合風車。 The connecting / disconnecting part is
A first magnetic coupling disk disposed on a first rotating shaft portion of the vertical axis lift type wind turbine and having a magnet disposed on a peripheral portion;
A second magnetic coupling disk disposed on a second rotating shaft portion of the vertical axis drag type wind turbine so as to face the first magnetic coupling disk and having a magnet disposed on a peripheral edge;
Between the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk, an outer peripheral portion is disposed so as to be rotatable about a direction orthogonal to the first rotating shaft portion and the second rotating shaft portion. A magnetic axis on which a magnet is disposed,
When the magnetic force axis is moved in the direction of the rotation axis, the torque is transmitted when the magnetic force axis is located at the peripheral edge of the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk, and when the magnetic force axis is located at the center. The combined wind turbine according to claim 1, further comprising a moving unit that controls the torque not to be transmitted.
風を受ける風受板と、
前記風受板と前記磁力軸とを連結し、前記風受板にかかる風圧に応じて、前記磁力軸が前記第1磁力カップリングディスク及び前記第2磁力カップリングディスクの一周縁部から中央部を通って反対側の周縁部の方に移動するように支持する支持部材と、
前記磁力軸が前記第1磁力カップリングディスク及び前記第2磁力カップリングディスクの反対側の周縁部から一周縁部の方に移動する方向に付勢する付勢部材と
を有することを特徴とする請求項2記載の複合風車。 The moving means is
A wind receiving plate for receiving the wind;
The wind receiving plate and the magnetic force axis are connected, and the magnetic force axis is moved from one peripheral part to the center part of the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk according to the wind pressure applied to the wind receiving plate. A support member that supports the movement of the peripheral edge portion on the opposite side through the support member;
An urging member that urges the magnetic axis in a direction of moving from the peripheral edge on the opposite side of the first magnetic coupling disk and the second magnetic coupling disk toward one peripheral edge; The composite windmill according to claim 2.
前記風受板は、風の方向に応じて、前記第1回転軸部及び前記第2回転軸部に対して回動可能とされた
ことを特徴とする請求項3記載の複合風車。 The moving means has a wind direction control blade for adjusting the position of the wind receiving plate according to the direction of the wind,
The composite wind turbine according to claim 3, wherein the wind receiving plate is rotatable with respect to the first rotating shaft portion and the second rotating shaft portion according to a wind direction.
前記垂直軸揚力型風車の回転数を測定する回転数測定手段と、
前記回転数測定手段により測定された回転数により弱風時、中風時、強風時を判断し、前記垂直型揚力型風車と前記垂直型抗力型風車とについて、トルクが伝達されるように連結し、又は、トルクが伝達されないように切離す制御手段と
を有することを特徴とする請求項1記載の複合風車。 The connecting / disconnecting part is
Rotational speed measuring means for measuring the rotational speed of the vertical axis lift type wind turbine;
Based on the rotational speed measured by the rotational speed measuring means, it is determined whether the wind is weak, medium, or strong, and the vertical lift wind turbine and the vertical drag wind turbine are connected so that torque is transmitted. The composite wind turbine according to claim 1, further comprising: a control unit that disconnects the torque so that torque is not transmitted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015088665A JP2016205255A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Composite windmill |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015088665A JP2016205255A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Composite windmill |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016205255A true JP2016205255A (en) | 2016-12-08 |
Family
ID=57489364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015088665A Pending JP2016205255A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Composite windmill |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016205255A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021221568A1 (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Ipco 1 Pte. Ltd | A wind-powered generator system |
KR102514976B1 (en) * | 2022-10-26 | 2023-03-29 | 범진에너지건설(주) | Wind power generator for constant speed ratation |
-
2015
- 2015-04-23 JP JP2015088665A patent/JP2016205255A/en active Pending
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KR102514976B1 (en) * | 2022-10-26 | 2023-03-29 | 범진에너지건설(주) | Wind power generator for constant speed ratation |
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