JP3188414U - Levitation generator - Google Patents
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Abstract
【課題】大重量の回転体をそのスラスト荷重を相殺し又は低減した状態で垂直軸の回りに安定してかつ高精度に回転可能に軸支する浮揚型発電機を提供する。
【解決手段】垂直起立状態の垂直軸の上端側に、風車用垂直翼型のブレードを円形分離配置し、垂直軸の下端側に円形筒状体を連結配置し、同円形筒状体を挿入する浮力発生用の液体を収納した浮力室内の液体が浮力室に作用する浮力により浮上軸受部を介して、垂直軸のスラスト荷重を分担させて回転体を浮力室と垂直軸とともに浮上状態で回転可能にする。
【選択図】図1The present invention provides a floating generator that supports a heavy-weight rotating body so that it can rotate stably with high accuracy around a vertical axis in a state where its thrust load is offset or reduced.
SOLUTION: A vertical wing blade for a windmill is arranged in a circular separation on the upper end side of a vertical shaft in a vertically standing state, a circular cylindrical body is connected to a lower end side of the vertical shaft, and the circular cylindrical body is inserted. The liquid in the buoyancy chamber containing the liquid for generating buoyancy is rotated by the buoyancy force acting on the buoyancy chamber through the levitation bearing to share the thrust load of the vertical axis in a floating state with the buoyancy chamber and the vertical axis. to enable.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、回転体浮上軸支構造に関し、詳しくは垂直軸の回りで回転する大重量の回転体を浮上状態で回転可能に軸支する浮揚型発電機造に関するものである。 The present invention relates to a rotating body floating shaft support structure, and more particularly to a floating generator structure that supports a heavy rotating body rotating around a vertical axis so as to be rotatable in a floating state.
風力発電用の垂直軸型の風車のような大重量の回転体を軸支構造により高精度で軸支して垂直軸の回りを回転し得ることが好ましい。また、微風時においても回転体を回転させるために、回転体のスラスト荷重を可能な限り低減させることが望ましい。 It is preferable that a heavy rotating body such as a vertical shaft type windmill for wind power generation is supported with high accuracy by a shaft support structure and can be rotated around the vertical axis. Further, it is desirable to reduce the thrust load of the rotating body as much as possible in order to rotate the rotating body even in a light wind.
特許文献1には、フライホイールを有する垂直軸の回転体を、超伝導磁石と永久磁石との間の磁気反発力を利用して非接触状態で支持する軸受装置が開示されている。
また、特許文献2の場合、超伝導磁石を組み込んだ複雑構造になる。
Moreover, in the case of
本考案は、大重量の回転体を垂直軸の回りに安定してかつ高精度に回転可能に軸支し、そのスラスト荷重を相殺し又は大幅に低減し、微風時においても、回転体のスラスト荷重を可能な限り低減させることができる浮揚型発電機が切望されている。 The present invention supports a heavy-weight rotating body so that it can rotate stably and with high precision around a vertical axis, and cancels or greatly reduces its thrust load. A floating generator that can reduce the load as much as possible is desired.
風力発電が抱える課題には低周波による環境への悪影響、又、風況の影響により発電時間帯の短さ、或は台風・突風等による過剰回転による風音被害の発生等を解決できる浮揚型発電機が切望されている。 The problem of wind power generation is the floating type that can solve the adverse effects on the environment due to low frequency, the shortage of the power generation time due to the wind conditions, or the occurrence of wind noise damage due to excessive rotation due to typhoons and gusts A generator is anxious.
本考案は、垂直起立状態の垂直軸の上端側に、風車用垂直翼型のブレードを円形分離配置し、垂直軸の下端側に円形筒状体を連結配置し、円形筒状体を挿入する浮力発生用の液体を収納した浮力室内の液体が浮力室に作用する浮力により、垂直軸のスラスト荷重を分担させて回転体を浮力室と垂直軸とともに浮上状態で回転可能に軸支する浮上軸受部と、垂直軸に装着された駆動機構を介して回転力が伝達される発電機とからなる浮揚型発電機である。更に、円形分離配置した風車用垂直翼型のブレードを垂直軸の軸方向に複数段に起立状態で固定配置した。 In the present invention, a vertical wing blade for windmills is arranged in a circular manner on the upper end side of a vertical shaft in a vertically upright state, a circular cylindrical body is connected to a lower end side of the vertical shaft, and the circular cylindrical body is inserted. A levitation bearing that supports the rotating body in a floating state together with the buoyancy chamber and the vertical shaft by sharing the thrust load of the vertical shaft by the buoyancy that the liquid in the buoyancy chamber that contains the liquid for generating buoyancy acts on the buoyancy chamber And a generator to which rotational force is transmitted via a drive mechanism mounted on a vertical shaft. Further, wind turbine vertical wing blades separated in a circular arrangement were fixedly arranged in a standing state in a plurality of stages in the axial direction of the vertical axis.
本考案に係る浮揚型発電機は、浮力により、垂直軸のスラスト荷重を分担させて回転体を浮力室と垂直軸とともに浮上状態で回転可能に軸支し、駆動機構を介して回転力が伝達される発電機とからなる浮揚型発電機であり、大重量の回転体を垂直軸の回りに安定してかつ高精度に回転可能に軸支し、そのスラスト荷重を相殺し又は大幅に低減し、微風時においても、回転体のスラスト荷重を可能な限り低減させることができた。 The levitation generator according to the present invention shares the vertical axis thrust load by buoyancy and supports the rotating body so that it can rotate in a floating state together with the buoyancy chamber and the vertical axis, and the rotational force is transmitted through the drive mechanism. This is a floating generator consisting of a generator that is supported by a heavy-weight rotating body that is pivotally supported around a vertical axis in a stable and highly accurate manner to offset or drastically reduce its thrust load. The thrust load of the rotating body could be reduced as much as possible even in a light wind.
更に、円形分離配置した風車用垂直翼型のブレードを垂直軸の軸方向に複数段に起立状態で固定配置したことにより、低周波の発生を抑え、風音による被害を防ぐ事が出来た。更に、各段の風車をそれぞれ風車連結用星形鋼板に固着したことにより、台風等の強風に十分耐え得る浮揚型発電機が提供出来た。 Furthermore, by arranging the vertical blade blades for windmills, separated in a circular shape, in a standing state in a plurality of stages in the axial direction of the vertical axis, it was possible to suppress the generation of low frequencies and prevent damage from wind noise. Furthermore, by attaching the wind turbines at each stage to the star-shaped steel plate for connecting the wind turbines, a floating generator that can sufficiently withstand strong winds such as typhoons can be provided.
本考案に係る浮揚型発電機は、その上部に接続されて上下に連結された風車の回転力を、垂直主軸の最下部に固定された浮ドックの浮力を利用し、発電に係わる設備の荷重負荷を激減させ、回転力をスムーズに発電機へ伝達する事で発電時間帯の延長を可能にし、設備のトラブルを防ぐ事ができた。 The levitation generator according to the present invention uses the rotational force of the wind turbine connected to the top and connected to the top and bottom, and the buoyancy of the floating dock fixed to the bottom of the vertical main shaft to load the equipment related to power generation. By dramatically reducing the load and smoothly transmitting the rotational force to the generator, it was possible to extend the power generation time zone and prevent equipment troubles.
本考案に係る実施例を図1から図3を参照にして以下、具体的に説明する。 An embodiment according to the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.
以下に、実施の形態について説明をするが、本考案を実施するに当たりこの説明・手順・機能だけに限定されるものではない。 Embodiments will be described below. However, the present invention is not limited to the descriptions, procedures, and functions.
なお本願書における図面においては明瞭性を保つため、発電に係る設備以外の設備、或は発電建屋内の補強に係わる部材などは図示せず、本考案の実施に係る機能に関連した設備、部品及び、付属品のみを図示した。 In addition, in order to maintain clarity in the drawings in this application, equipment other than equipment related to power generation, or members related to reinforcement in the power generation building are not shown, and equipment and parts related to functions related to implementation of the present invention. Only the accessories are shown.
図1は、正面図を断面的に図示する事で、本考案が発電機に及ぼす影響により発電される過程の説明を成す。 FIG. 1 illustrates the process of generating power by the influence of the present invention on a generator by showing a cross-sectional front view.
発電建屋1の中に位置する浮揚用水槽2の中に水槽用充填水40を注入しその中に垂直主軸受浮ドック7を入れる。この時、その中心が垂直主軸14を貫通させる為に円形開口された浮きドック上蓋10と浮きドック底盤に溶接固定された垂直主軸14に浮力を発生させる。又、浮揚用水槽2には浮きドック振れ止めリング3を取り付ける事で安定回転をなさしめる。 The
浮力が発生した垂直主軸14の最上部に接続された風車36、風車連結用星形鋼板35及び、風車受架台34が垂直主軸14の浮力を受ける事で、風車受架台34に取り付けられた荷重受メインキャスター32に掛かる荷重負荷が激減する事で風車36の回転がスムーズになり軋み音を立てずに回転する事が可能になる。 The
又、垂直主軸受浮ドック7の浮力が強すぎる、或は弱すぎる場合は充填水水位の上げ下げで調整が出来る構造であり、最下部は浮揚水槽2のセンターに設置される垂直主軸受リング12に乗せた構造と成っている。 Further, when the buoyancy of the vertical main bearing floating dock 7 is too strong or too weak, the structure can be adjusted by raising and lowering the filling water level, and the lowermost part is a vertical main bearing ring 12 installed at the center of the
浮揚用水槽充填水40を満たし始める事で垂直主軸受浮ドック7へ浮力が働き始めるが、垂直主軸14が測定値で20mm浮揚した時点で浮揚用水槽充填水40の水位を止める事で浮揚範囲を一定にして垂直主軸14の上下振動のむらを極力押さえる。 The buoyancy starts to work on the vertical main bearing floating dock 7 by starting to fill the floating
浮揚用水槽2は、設備の最下位に設置され発電建屋1内のアンカー用コンクリート17及び、インバート補強鉄筋18内に埋設され、その下部は根巻き補強鉄筋20で補強される水槽根巻きコンクリート19で巻きつけ固定される事と、アンカー用コンクリート17に被せられるユニット低版鋼13と浮揚用水槽2は上部で直接続する事で横ずれを.起こさず、発電設備のセンターを守る事で垂直主軸14のスムーズな回転状態を保てる。 The
浮揚用水槽2は、アンカー用コンクリート17上に被せられるユニット低版鋼13と直接続する事で水槽上蓋4及び、その補強フレーム5は垂直主軸14に直接続をせず上蓋連結フランジ6を利用する事で取り外しが自由に出来る構造とした。 The
又、垂直主軸14の最下部に固定される垂直主軸受浮ドック7は完全に垂直主軸14と一体化された設備であり、垂直主軸受浮ドック7の内部構造は上部から差し込まれ下部の補強鋼板へ繋がれた垂直主軸14と浮ドック内補強用バー8と、浮ドック吊込みブレース9及び、浮ドック上蓋10と上蓋補強フレーム11で構成される。 Further, the vertical main bearing floating dock 7 fixed to the lowermost part of the vertical main shaft 14 is a facility that is completely integrated with the vertical main shaft 14, and the internal structure of the vertical main bearing floating dock 7 is inserted from the upper part to reinforce the lower part. The vertical main shaft 14 connected to the steel plate, the floating
垂直主軸受浮ドック7と、その上部は垂直主軸継ぎフランジ15によって切離しを可能にし、又、その上部をも同様に切り離す事を可能にした事で、後のメンテナンスが容易に出来る構造とした。 The vertical main bearing floating dock 7 and its upper part can be separated by the vertical
浮揚用水槽2は地中に在って水の持つ特性を、垂直主軸受浮ドック7へ伝える事で浮力を発生させ、その上部に位置する垂直主軸14に連結される風車36から発電機21迄の回転力伝達設備の円滑な働きを促す設備であるが、浮力が強すぎる場合には過剰浮止めキャスター29が働き垂直主軸14の過剰浮き上がりを防止する事で垂直主軸14の上下振動を最小限に留める。 The
図2は、垂直主軸14に接続された垂直主軸メイン歯車27は、垂直主軸14によって伝わって来る回転力を発電機軸付き歯車24に伝える事で発電機21を回す。又、この発電機は永久磁石23で囲まれた状態で、発電機用固定壁25と発電機用固定浮壁26に固定され発電機21を回す事でコイル巻取り羽根22に電力を発生させる為の状況を表す。 In FIG. 2, the vertical main shaft
発電建屋1の平面を断面的に図示することで、発電に係わる垂直主軸メイン歯車27と発電機軸付き歯車24の寄り付き状態、及び、その下部に配置される垂直主軸受浮きドック7、浮揚用水槽2の上蓋補強フレーム5及び、水槽上蓋4の提示と水槽固定板16を表す。 By showing the plane of the
又、図2で表される送電制御盤内28において、電力の自家消費量・売電量の測定或いは買電量の測定等の把握が行われる。この時の人員の出入りは図示のユニット出入口42のみを使用する。 Further, in the power
図1で表される、発電建屋1の上部に配置される風車受架台34、及び風車36或いは本考案である風車連結用星形鋼板35の発電に係る説明を成す。 A description will be given of the power generation of the windmill support 34 and the
浮力の付いた垂直主軸14に固定された風車受架台34に載せて固定した風車連結用星形鋼板35上に重ねて溶接固定した風車36の羽根と、又その上に同じ様に風車連結用星形鋼板35と風車36の羽根を積上で固定する、これを5段重ねにすることで連結風車として回転力を高める。この連結された風車36及び、風車連結用星形鋼板35と垂直主軸14を定期修理やメンテナンス等で切り離す場合は、架台継ぎフランジ41で分離する。この時、荷重受けメインキャスター32はメインキャスター走路盤33の上に乗せて固定された状態にある。 The blades of the
風車36の羽根は台風等の過剰な風圧に対する強度が不足する可能性がある為に羽根部に歪止めリブ38を取り付け補強することに加え架台吊り込ブレース37により、風車全体の強度とバランスを保つ振れ止め車輪30の働きにより垂直主軸14の横振れを停める構造であるが、この時には荷重受メインキャスター32は浮揚力を受けてメインキャスター走路盤33から20mm浮き上がった状態で風車に同調して回転をする。 Since the blades of the
又、この垂直主軸14は風力発電設備の最上部の垂直主軸メクラ蓋39から最下部に配置する垂直主軸受浮きドック7迄、垂直主軸継ぎフランジ15によって開口部を通して連結されている事で上部に溜まる雨水の漏水防止の為に、雨水除けハット31を取り付ける。 Further, the vertical main shaft 14 is connected to the upper portion through the opening portion by the vertical main
本考案の風車36は、水平回転方式である為に360度の方向から吹く風を凹面側羽根44で受ける事で垂直主軸14に回転力が働く、然し垂直主軸14を挟んで反対側には凸面側羽根45が位置する事となり同じく風圧を受ける事で凹面側羽根44で発生する回転力を削ぐ可能性がある。 Since the
然し、凹面側羽根44とはその面で風圧を受け止める構造であるが、凸面側羽根45は逆に凸面の為に風を切る働きをする事と、切った風を風切吹き流し43の隙間部によって流し去る事で凸面側羽根45が受ける風圧が微小なものになり、風車36に回転力が働く仕組みとした。 However, the
図3は図1C−C矢視の平面図であるが、風車36ではなくそれを支持する風車連結用星形鋼板35とその下部に取り付けられる風車受架台34の取付け関係を表わした図面である。
現在、再生エネルギーとしての風力発電の普及が勧められているが、普及と共に発生する低周波の人体・環境への悪影響、或は風で起きる風音害又、風況の影響による発電電力の不安定さ等の問題を本発明によって解決する事を可能にした。FIG. 3 is a plan view as viewed in the direction of arrows C-C in FIG. 1, and shows a mounting relationship between the wind turbine coupling star-shaped
Currently, the popularization of wind power generation as a renewable energy is recommended, but the low frequency human body / environment that accompanies the widespread use, wind noise damage caused by the wind, Problems such as stability can be solved by the present invention.
風力発電の持つ問題点である、低周波の発生を防ぐ事で、個人住宅地や工場地帯等のような場所での設置が出来るようになった、又、騒音を出さずに発電が出来るようになり個人の宅地内で発電をして自家消費後の残量電力の売電を可能にした。 By preventing the generation of low frequencies, which is a problem with wind power generation, it has become possible to install in places such as private residential areas and factory zones, and to generate power without generating noise. It became possible to sell the remaining power after private consumption by generating electricity in the private residential land.
本考案により発電のみに係る設備を、水の上に設置した垂直主軸受浮きドック7に固定する事でこの設備が浮揚力を持つ事になり、発電に係わる設備自身の持つ重量が浮揚力と相殺されることになる。 According to the present invention, by fixing a facility only for power generation to a vertical main bearing floating dock 7 installed on water, this facility has a levitation force, and the weight of the power generation facility itself is the levitation force. Will be offset.
現存の風力発電では、風速5mの風力がなければ発電ができないと云われるが、自重が消えた風車ならば回転負荷が発生しない為に、2mから3mの風速で発電が可能になる。 With existing wind power generation, it is said that power generation is impossible without wind power at a wind speed of 5 m. However, if the wind turbine loses its own weight, no rotational load is generated, so power generation at a wind speed of 2 to 3 m is possible.
小さな風で発電が出来る事で、1日平均の発電時間帯が延長され発電量の増加となり空中浮揚型発電の利用度及び、設置度が大幅に高まる。 The ability to generate electricity with small winds extends the average daily generation time period and increases the amount of power generation, greatly increasing the utilization and installation of airborne power generation.
本実施例では、ダリウス風車に本考案を適用した事例であったが、回転軸が垂直な風車全般、例えば、サボニウス風車、クロスフロー風車、S型風車、パドル風車等にも適用できる。In the present embodiment, the present invention is applied to a Darrieus wind turbine, but the present invention can also be applied to all wind turbines having a vertical rotation axis, for example, Savonius wind turbine, cross flow wind turbine, S-type wind turbine, paddle wind turbine, and the like.
1 発電建屋
2 浮揚用水槽
3 浮きドック振れ止リング
4 水槽上蓋
5 上蓋補強フレーム
6 上蓋連結フランジ
7 垂直主軸受浮きドック
8 浮ドック補強用バー
9 浮きドック吊込みブレース
10 浮きドック上蓋
11 上蓋補強フレーム
12 垂直主軸受リング
13 ユニット底版鋼
14 垂直主軸
15 垂直主軸継ぎフランジ
16 水槽固定板
17 アンカー用コンクリート
18 インバート補強鉄筋
19 水槽根巻きコンクリート
20 根巻き補強鉄筋
21 発電機
22 巻取りコイル羽根
23 永久磁石
24 発電機軸付き歯車
25 発電機用固定壁
26 発電機用固定浮き壁
27 垂直主軸メイン歯車
28 送電制御盤
29 過剰浮止めキャスター
30 振れ止め車輪
31 雨水除けハット
32 荷重受メインキャスター
33 メインキャスター走路盤
34 風車受架台
35 風車連結用星形鋼板
36 風車
37 架台吊り込みブレース
38 歪み止めリブ
39 垂直主軸めくら蓋
40 浮揚用水槽充填水
41 架台継ぎフランジ
42 ユニット継ぎフランジ
43 風切吹き流し
44 凹面側羽根
45 凸面側羽根DESCRIPTION OF
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3188414U true JP3188414U (en) | 2014-01-23 |
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