JP6098865B2 - Windmill equipment - Google Patents

Windmill equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6098865B2
JP6098865B2 JP2012191941A JP2012191941A JP6098865B2 JP 6098865 B2 JP6098865 B2 JP 6098865B2 JP 2012191941 A JP2012191941 A JP 2012191941A JP 2012191941 A JP2012191941 A JP 2012191941A JP 6098865 B2 JP6098865 B2 JP 6098865B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wind
opening
flange
tunnel body
windmill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012191941A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014047724A (en
Inventor
輿石 正己
正己 輿石
和男 野瀬
和男 野瀬
義 羽根
義 羽根
太田 俊昭
俊昭 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Corp filed Critical Shimizu Corp
Priority to JP2012191941A priority Critical patent/JP6098865B2/en
Publication of JP2014047724A publication Critical patent/JP2014047724A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6098865B2 publication Critical patent/JP6098865B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Description

本発明は、風車ブレードの周りに筒状の風洞体を配置してなるディフューザ型の風車装置に関するものである。 The present invention relates to a diffuser-type windmill equipment formed by arranging a cylindrical air channel around the wind turbine blade.

従来、風車ブレードの周りに筒状の風洞体を配置してなるディフューザ型の風車装置が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。このディフューザ型の風車装置は、風洞体をいわゆる風レンズとすることができることからレンズ風車とも呼ばれており、その発電効率は、風洞体を有しない従来の風車に比べて約3倍と高く、現在最も注目されている風車である。この風車による発電規模は現在のところ100kW程度であるが、今後設備の大型化が進むものと予想される。   Conventionally, there is known a diffuser type windmill device in which a cylindrical wind tunnel body is disposed around a windmill blade (see, for example, Patent Documents 1 to 3). This diffuser type windmill device is also called a lens windmill because the wind tunnel body can be a so-called wind lens, and its power generation efficiency is about three times higher than that of a conventional windmill without a wind tunnel body, It is a wind turbine that is currently attracting the most attention. The scale of power generation by this windmill is currently about 100 kW, but it is expected that the size of the facility will increase in the future.

ところで、上記のレンズ風車を大型化した場合には、次のような課題が生じると考えられる。すなわち、風速60m/s程度の暴風時には、風洞体の鍔部に大きな風荷重が作用するため、風洞体本体およびその支持構造に大きな断面力が発生するという問題がある。こうした問題に対処するため、上記の特許文献1では、風洞体の外周面に設けるフランジを複数の起倒自在のフランジ片により構成することが提案されている。   By the way, when the above-mentioned lens windmill is enlarged, it is considered that the following problems occur. That is, during a storm of about 60 m / s wind speed, a large wind load acts on the buttocks of the wind tunnel body, which causes a problem that a large cross-sectional force is generated in the wind tunnel body main body and its support structure. In order to cope with such a problem, the above-described Patent Document 1 proposes that the flange provided on the outer peripheral surface of the wind tunnel body is constituted by a plurality of up and down flange pieces.

この特許文献1の構成によれば、平時には、フランジ片を起立させることにより風洞体の外周面にフランジ片を突設した状態として風洞体をいわゆる風レンズとして機能させることができる。一方、強風時には、フランジ片を傾倒させることによりフランジが存在しない状態として風に対する抵抗を軽減し、風力発電装置自体を傾倒させる力やモーメントを軽減させることができる。   According to the configuration of this Patent Document 1, the wind tunnel body can function as a so-called wind lens in a state where the flange piece protrudes from the outer peripheral surface of the wind tunnel body by raising the flange piece during normal times. On the other hand, when the wind is strong, the flange piece can be tilted to reduce the resistance to the wind so that the flange is not present, and the force and moment to tilt the wind power generator itself can be reduced.

ここで、上記のフランジ片は、風の力を利用して起立または傾倒させるようになっている。より具体的には、フランジ片は、これを支持するフランジ片支持柱に設けた電磁石の磁力によって起立状態に支持されている。この状態からフランジ片を傾倒させる場合には、風車の向きを反転させてフランジ片の起立方向とは逆向きの風を生じさせるとともに、電磁石の磁力によってフランジ片をフランジ片支持柱から離反させるとともに風圧で傾倒させる。また、フランジ片の起立または傾倒状態の保持は、電磁石の磁力によってなされている。   Here, the flange piece is configured to stand up or tilt using the force of wind. More specifically, the flange piece is supported in an upright state by the magnetic force of an electromagnet provided on a flange piece support column that supports the flange piece. When tilting the flange piece from this state, the direction of the windmill is reversed to generate a wind opposite to the rising direction of the flange piece, and the flange piece is separated from the flange piece support column by the magnetic force of the electromagnet. Tilt with wind pressure. Further, the flange piece is held upright or tilted by the magnetic force of the electromagnet.

特開2009−47069号公報JP 2009-47069 A 特開2008−95671号公報JP 2008-95671 A 特開2006−307783号公報JP 2006-307783 A

上記の特許文献1では、フランジ片を起倒するために風車の向きを反転させる必要がある。しかしながら、強風発生の都度、フランジ片を傾倒させるために風車の向きを反転させるのは手間がかかりすぎて不便である。特に風車が大型である場合には、ジャイロ効果が発生して向きを変えるのが難しいという問題もある。   In said patent document 1, in order to raise and lower a flange piece, it is necessary to reverse the direction of a windmill. However, it is too inconvenient to reverse the direction of the windmill in order to tilt the flange piece every time a strong wind is generated. In particular, when the windmill is large, there is a problem that it is difficult to change the direction due to the gyro effect.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、暴風時などに、風洞体の鍔部に過大な風荷重が作用するのを容易に回避することができる風車装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above, such as during storm, an excessive wind load on the flange portion of the air channel to provide a wind turbine equipment which can be easily avoided from acting Objective.

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る風車装置は、筒状の風洞体と、この風洞体内部に設けられる風車と、前記風洞体の外周に設けられる鍔部とを備えた風車装置であって、前記鍔部の周方向に所定間隔で複数設けられた開口部と、前記開口部を開放して通風可能にする一方で、閉塞して遮風する通風手段と、前記通風手段を駆動する駆動手段とをさらに備え、前記鍔部は、風の上流側に配置されるプレートと、下流側に配置されるプレートとを含んでなり、前記通風手段は、前記上流側に配置されるプレートと、前記下流側に配置されるプレートとの間に配置されて前記鍔部と同軸に設けられる環状円盤であり、前記開口部の位置に対応した位置で前記環状円盤に固定された遮風板を有し、前記環状円盤が前記軸周りに所定角度回転することで前記遮風板が前記開口部を開放または閉塞するものであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a windmill device according to the present invention includes a tubular wind tunnel body, a windmill provided inside the wind tunnel body, and a flange provided on the outer periphery of the wind tunnel body. A plurality of openings provided at a predetermined interval in the circumferential direction of the flange, and a ventilation means for opening the openings and allowing ventilation while closing and blocking the air. Drive means for driving the ventilation means, and the flange includes a plate disposed on the upstream side of the wind and a plate disposed on the downstream side, and the ventilation means is provided on the upstream side. An annular disk disposed between the plate disposed on the side and the plate disposed on the downstream side and provided coaxially with the flange, and the annular disk at a position corresponding to the position of the opening. has a fixed air baffle plate, said annular disc is the shaft circumference Characterized in that said air shielding plate by a predetermined angle rotation is to open or close the opening portion.

また、本発明に係る他の風車装置は、上述した発明において、前記環状円盤は、断面U字状部材で構成され、ローラーベアリングで回転が案内されるものであることを特徴とする。  Another windmill device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the annular disk is formed of a U-shaped member in cross section, and rotation is guided by a roller bearing.

本発明に係る風車装置によれば、筒状の風洞体と、この風洞体内部に設けられる風車と、前記風洞体の外周に設けられる鍔部とを備えた風車装置であって、前記鍔部の周方向に所定間隔で複数設けられた開口部と、前記開口部を開放して通風可能にする一方で、閉塞して遮風する通風手段と、前記通風手段を駆動する駆動手段とをさらに備え、前記通風手段は、前記鍔部と同軸に設けられる環状円盤であり、前記開口部の位置に対応した位置に遮風板を有し、前記環状円盤が前記軸周りに所定角度回転することで前記遮風板が前記開口部を開閉するので、平時には鍔部の開口部を閉塞して風洞体の風レンズ効果を発揮させる一方、暴風時には開口部を開放して鍔部に向かってくる風を通過させる。ここで、通風手段の環状円盤が所定角度回転することにより、遮風板が開口部を開閉する。したがって、暴風時などに、風洞体の鍔部に過大な風荷重が作用するのを容易に回避することができるという効果を奏する。   According to the windmill device according to the present invention, the windmill device includes a tubular wind tunnel body, a windmill provided inside the wind tunnel body, and a flange portion provided on an outer periphery of the wind tunnel body, wherein the flange portion is provided. A plurality of openings provided at a predetermined interval in the circumferential direction, a ventilation means for opening and closing the openings to allow ventilation, and a driving means for driving the ventilation means. The ventilation means is an annular disk provided coaxially with the flange, has a wind shield at a position corresponding to the position of the opening, and the annular disk rotates around the axis by a predetermined angle. Since the windshield plate opens and closes the opening, the opening of the heel is closed during normal times to exhibit the wind lens effect of the wind tunnel body, while the opening is opened toward the heel during a storm. Let the wind pass. Here, when the annular disk of the ventilation means rotates by a predetermined angle, the wind shielding plate opens and closes the opening. Therefore, it is possible to easily avoid an excessive wind load from acting on the buttocks of the wind tunnel body during a storm.

図1は、本発明に係る風車装置および風力発電装置の実施例を示す平時(発電時)の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view in normal time (during power generation) showing an embodiment of a windmill device and a wind power generator according to the present invention. 図2は、本発明に係る風車装置および風力発電装置の実施例を示す暴風時(非発電時)の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a windmill device and a wind power generator according to the present invention during a storm (non-power generation). 図3は、本発明に係る風車装置の正面図である。FIG. 3 is a front view of the wind turbine apparatus according to the present invention. 図4は、本発明に係る風車装置の側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view of the wind turbine apparatus according to the present invention. 図5は、図4の右上部分Aの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the upper right portion A of FIG. 図6は、図4の右下部分Bの拡大図である。6 is an enlarged view of the lower right portion B of FIG. 図7は、本発明に係る風車装置の通風手段の正面図であり、図5および図6のC−C線に沿った図である。FIG. 7 is a front view of the ventilation means of the wind turbine apparatus according to the present invention, and is a view taken along the line CC of FIGS. 5 and 6. 図8は、本発明に係る風車装置の固定手段の正面図であり、図5および図6のD−D線に沿った図である。FIG. 8 is a front view of the fixing means of the wind turbine apparatus according to the present invention, and is a view along the line DD in FIGS. 5 and 6.

以下に、本発明に係る風車装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 It will be described below in detail with reference to the embodiment of the wind turbine equipment according to the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1または図2に示すように、本発明に係る風車装置10は、円筒状の風洞体12と、この風洞体12内部の中心軸Zに配置したナセル14に装着された風車16と、風洞体12の外周に設けられる鍔部18とを備えている。   As shown in FIG. 1 or FIG. 2, a wind turbine apparatus 10 according to the present invention includes a cylindrical wind tunnel body 12, a wind turbine 16 mounted on a nacelle 14 disposed on a central axis Z inside the wind tunnel body 12, And a flange 18 provided on the outer periphery of the body 12.

図3および図4に示すように、風車16は周方向に等間隔(120°間隔)に配置した3枚のブレード16aからなる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the wind turbine 16 includes three blades 16 a arranged at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction.

ナセル14はタワー20上部に固定してある。このタワー20の下部は図示しないベースに固定されている。   The nacelle 14 is fixed to the top of the tower 20. The lower part of the tower 20 is fixed to a base (not shown).

ナセル14の風の流入口側22aには、風洞体12を支持するための5本の支持部材24が軸Z周りに等間隔に放射状に突設してある。支持部材24の外端24aはL字状に屈曲して、風洞体12の風の流入口側22aの端縁12aに固定してある。このように、風洞体12は支持部材24、ナセル14を介してタワー20に固定される。   On the wind inlet side 22 a of the nacelle 14, five support members 24 for supporting the wind tunnel body 12 project radially around the axis Z at equal intervals. The outer end 24 a of the support member 24 is bent in an L shape and is fixed to the end edge 12 a on the wind inlet side 22 a of the wind tunnel body 12. Thus, the wind tunnel body 12 is fixed to the tower 20 via the support member 24 and the nacelle 14.

鍔部18には、周方向に所定間隔で開口部26が複数設けてある。本実施例では、開口部26は周方向にθ=15°の等間隔で12個設けてある。   The flange portion 18 is provided with a plurality of openings 26 at predetermined intervals in the circumferential direction. In this embodiment, twelve openings 26 are provided at equal intervals of θ = 15 ° in the circumferential direction.

また、開口部26を開放して通風可能にする一方で、閉塞して遮風する通風手段28と、通風手段28を駆動する駆動手段30が設けてある。   The opening 26 is opened to allow ventilation, while the ventilation means 28 for closing and blocking the air and the driving means 30 for driving the ventilation means 28 are provided.

風洞体12は、図4に示すように、風の流入口側22aの端縁12aからある範囲までは同じ内径の胴部12bとなっており、下流側に行くに従い内径が次第に縮小して拡大する断面視凹字状の縮径部12cに接続している。鍔部18は風の流出口側22bの端縁12dに径外方向に突設してある。   As shown in FIG. 4, the wind tunnel body 12 has a body portion 12b having the same inner diameter from the edge 12a of the wind inlet side 22a to a certain range, and the inner diameter gradually decreases and expands toward the downstream side. It is connected to the reduced diameter portion 12c having a concave shape in cross section. The flange 18 protrudes radially outward from the edge 12d on the wind outlet side 22b.

鍔部18は、図5および図6に示すように、上流側に配置されるプレート18aと、下流側に配置されるプレート18bと、プレート18a、18bの端縁に外嵌する環状蓋部材18cとにより包まれた袋構造としてある。   As shown in FIGS. 5 and 6, the flange portion 18 includes a plate 18 a disposed on the upstream side, a plate 18 b disposed on the downstream side, and an annular lid member 18 c that is externally fitted to the edges of the plates 18 a and 18 b. It is as a bag structure wrapped with.

この鍔部18の内部には、通風手段28と、この通風手段28を回転自在に固定する固定手段46が設けられている。   Inside the flange portion 18, there are provided ventilation means 28 and fixing means 46 for fixing the ventilation means 28 rotatably.

通風手段28は、図7および図5、図6に示すように、鍔部18と同軸に設けられる環状円盤32で構成されている。この環状円盤32は、軸Zを中心とする同心円状に配置した2つの断面U字状部材36、38と、これらの部材同士を連結する複数のリブ40と、図示しない鍔部18の開口部26の位置に対応した位置に配置される遮風板34とからなる。ここで、図7の例では、左上側の四半円部分については遮風板34の図示を省略している。また、図7では説明を容易にするために、環状円盤32の中心の円形の開口部を相対的に小さく図示している。   As shown in FIGS. 7, 5, and 6, the ventilation means 28 includes an annular disk 32 that is provided coaxially with the flange 18. The annular disk 32 includes two U-shaped members 36 and 38 arranged concentrically around the axis Z, a plurality of ribs 40 connecting these members, and an opening of the flange 18 (not shown). The wind shielding plate 34 is disposed at a position corresponding to the position 26. Here, in the example of FIG. 7, the illustration of the wind shielding plate 34 is omitted for the upper left quadrant. Further, in FIG. 7, for easy explanation, a circular opening at the center of the annular disk 32 is relatively small.

隣り合う遮風板34の間には開口42が形成されている。つまり、本実施例では環状円盤32には周方向15°の間隔で開口42が形成される。遮風板34はボルト等で環状円盤32に固定される。断面U字状部材36の下部の内周面には略円弧状の平歯車44が固定されている。   An opening 42 is formed between adjacent wind shielding plates 34. That is, in this embodiment, the openings 42 are formed in the annular disk 32 at intervals of 15 ° in the circumferential direction. The wind shield 34 is fixed to the annular disk 32 with bolts or the like. A substantially arcuate spur gear 44 is fixed to the inner peripheral surface of the lower part of the U-shaped member 36 in cross section.

そして、環状円盤32が軸Z周りに所定角度θだけ回転することで遮風板34が図示しない開口部26を開閉する。なお、本実施例では、所定角度θ=15°としており、環状円盤32が15°回転することで図示しない開口部26を開放あるいは閉塞することができる。   Then, when the annular disk 32 rotates about the axis Z by a predetermined angle θ, the wind shield plate 34 opens and closes the opening 26 (not shown). In this embodiment, the predetermined angle θ is 15 °, and the opening 26 (not shown) can be opened or closed by rotating the annular disk 32 by 15 °.

固定手段46は、図8および図5、図6に示すように、鍔部18と同軸に設けられる環状部材48で構成されている。この環状部材48は、軸Zを中心とする同心円状に配置した2つの断面L字状部材50、52と、これらの部材同士を連結する複数のリブ54とからなる。隣り合うリブ54の間には開口56が形成されている。   As shown in FIGS. 8, 5, and 6, the fixing unit 46 includes an annular member 48 that is provided coaxially with the flange portion 18. The annular member 48 includes two cross-sectional L-shaped members 50 and 52 arranged concentrically around the axis Z, and a plurality of ribs 54 that connect these members. An opening 56 is formed between the adjacent ribs 54.

図5、図6に示すように、環状部材48の断面L字状部材50、52の間に形成される空間に、通風手段28の環状円盤32が収容される。この環状部材48は、ローラベアリング58、60を有している。ローラベアリング58は、通風手段28の遮風板34に当接可能に各リブ54上に配置され、遮風板34を回転自在に支持する。また、ローラベアリング60は、断面L字状部材50の内周側に周方向に所定間隔で配置され、通風手段28の断面U字状部材36の内周面と当接しており、環状円盤32の回転を案内する。なお、図8の例では、ローラベアリング58、60はそれぞれ24箇所、7箇所配置されている。また、図8では説明を容易にするために、環状部材32の中心の円形の開口部を相対的に小さく図示している。   As shown in FIGS. 5 and 6, the annular disk 32 of the ventilation means 28 is accommodated in a space formed between the L-shaped members 50 and 52 of the annular member 48. The annular member 48 has roller bearings 58 and 60. The roller bearing 58 is disposed on each rib 54 so as to be able to contact the wind shield plate 34 of the ventilation means 28, and supports the wind shield plate 34 rotatably. The roller bearings 60 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral side of the L-shaped member 50 in cross section, abut against the inner peripheral surface of the cross-sectional U-shaped member 36 of the ventilation means 28, and the annular disk 32. Guide the rotation. In the example of FIG. 8, the roller bearings 58 and 60 are arranged at 24 places and 7 places, respectively. Further, in FIG. 8, for easy explanation, the circular opening at the center of the annular member 32 is shown relatively small.

また、鍔部18のプレート18aの内面側に、ベアリング62が周方向に所定間隔で配置されている。このベアリング62は、通風手段28の断面U字状部材38の上流側面に当接してあり、断面U字状部材38を回転自在に支持する。なお、本実施例では、ベアリング62は周方向に等間隔に12箇所配置されている。   Further, bearings 62 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner surface side of the plate 18a of the flange portion 18. The bearing 62 is in contact with the upstream side surface of the U-shaped member 38 in the cross section of the ventilation means 28 and supports the U-shaped member 38 in a rotatable manner. In this embodiment, twelve bearings 62 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

駆動手段30は、図6、図7および図8に示すように、鍔部18のプレート18aの下部に治具64aを介して取り付けられた小型モータ64(電動機)からなる。小型モータ64の出力軸66の先端は鍔部18の内部に配置された回転用歯車68に連結してあり、この回転用歯車68が通風手段28の環状円盤32に固定してある円弧状の平歯車44に噛合している。小型モータ64を回転駆動することで平歯車44を介して環状円盤32が所定方向に所定角度だけ回転するようにしてある。   As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the driving unit 30 includes a small motor 64 (electric motor) attached to a lower portion of the plate 18 a of the flange portion 18 via a jig 64 a. The tip of the output shaft 66 of the small motor 64 is connected to a rotating gear 68 disposed inside the flange 18, and this rotating gear 68 is fixed to the annular disk 32 of the ventilation means 28. The spur gear 44 is engaged. By rotating the small motor 64, the annular disk 32 is rotated by a predetermined angle in a predetermined direction via the spur gear 44.

また、本発明を用いた風力発電装置100は、この風車装置10と、風車16によって駆動され、発電を行う図示しない発電機とを備えて構成される。 The wind turbine generator 100 using the present invention includes the wind turbine device 10 and a generator (not shown) that is driven by the wind turbine 16 to generate power.

上記の実施の形態において、風洞体12、風洞体用の5本の支持部材24、鍔部18、遮風板34などの部材は、適宜の材料で形成でき、例えばFRP製、プラスチック製として軽量かつ高強度に構成することができる。また、通風手段28の断面U字状部材36、38、リブ40、固定手段46の断面L字状部材50、52、リブ54はアルミウム等の軽量金属で構成することが可能である。また、ローラベアリング58、60、ベアリング62としては樹脂ベアリングを用いることができる。   In the above embodiment, the members such as the wind tunnel body 12, the five support members 24 for the wind tunnel body, the flange portion 18, and the wind shield plate 34 can be formed of an appropriate material, for example, lightweight as FRP or plastic. And it can be configured with high strength. The U-shaped members 36 and 38 and the ribs 40 of the ventilation means 28 and the L-shaped members 50 and 52 and the ribs 54 of the fixing means 46 can be made of a light metal such as aluminum. Resin bearings can be used as the roller bearings 58 and 60 and the bearing 62.

上記構成の動作および作用について説明する。
平時(発電時)の場合には、図1、図7等に示すように、駆動手段30を駆動して通風手段28を回転させ、鍔部18の開口部26と通風手段28の開口(図7の開口42)が一定角度θ(本実施例ではθ=15°程度)ずれた配置になるようにする。このようにすれば、図1に示すように、鍔部18の開口部26は通風手段28(遮風板34)によって閉塞されることになる。この場合、レンズ風車に必要な渦が形成されるので、風洞体の風レンズ効果が発揮された状態で発電運転がなされる。
The operation and action of the above configuration will be described.
In the case of a normal time (during power generation), as shown in FIGS. 1, 7 and the like, the driving means 30 is driven to rotate the ventilation means 28, and the opening 26 of the flange 18 and the opening of the ventilation means 28 (FIG. 7 openings 42) are arranged so as to be displaced by a certain angle θ (in this embodiment, θ = 15 °). If it does in this way, as shown in FIG. 1, the opening part 26 of the collar part 18 will be obstruct | occluded by the ventilation means 28 (wind-shielding board 34). In this case, since a vortex necessary for the lens windmill is formed, the power generation operation is performed with the wind lens effect of the wind tunnel body being exhibited.

一方、暴風時(非発電時)の場合には、図2、図7等に示すように、駆動手段30を駆動して通風手段28を回転させ、鍔部18の開口部26と通風手段28の開口(図7の開口42)が対応する配置になるようにする。このようにすれば、図2に示すように、鍔部18の開口部26と通風手段28の開口(図7の開口42)が一致するため鍔部28を風が通過可能な状態となる。風は鍔部18の開口部26を通り抜けるので、鍔部18に過大な風荷重が作用し、それを支える支持部材24、ナセル14、タワー20およびその基礎に過大な力が作用する事態を回避することができる。   On the other hand, in the case of a storm (non-power generation), as shown in FIGS. 2, 7, etc., the driving means 30 is driven to rotate the ventilation means 28, and the opening 26 and the ventilation means 28 of the flange 18. The openings (openings 42 in FIG. 7) are arranged correspondingly. In this way, as shown in FIG. 2, the opening 26 of the flange 18 and the opening of the ventilation means 28 (opening 42 in FIG. 7) coincide with each other, so that the wind can pass through the flange 28. Since the wind passes through the opening 26 of the flange 18, an excessive wind load is applied to the flange 18, and a situation in which an excessive force is applied to the support member 24, the nacelle 14, the tower 20, and the foundation supporting the wind load is avoided. can do.

このように、本発明では、平時には鍔部18の開口部26を閉塞して風洞体12の風レンズ効果を発揮させる一方、暴風時には開口部26を開放して鍔部18に向かってくる風を通過させる。ここで、通風手段28の環状円盤32が所定角度回転することにより、遮風板34が開口部26を開閉する。   As described above, according to the present invention, the opening 26 of the heel portion 18 is closed during normal times to exhibit the wind lens effect of the wind tunnel body 12, while the wind coming toward the heel portion 18 by opening the opening 26 during a stormy wind. Pass through. Here, when the annular disk 32 of the ventilation means 28 rotates by a predetermined angle, the wind shielding plate 34 opens and closes the opening 26.

したがって、本発明によれば、暴風時などに、風洞体の鍔部に過大な風荷重が作用するのを容易に回避することができる。また、風車の向きを反転させることなく開口部を容易に開閉することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to easily avoid an excessive wind load from acting on the buttocks of the wind tunnel body during a storm. Further, the opening can be easily opened and closed without reversing the direction of the windmill.

また、本発明によれば、平時(発電時)に風洞体の風レンズ効果を発揮させながら風力発電することができる一方で、暴風時(非発電時)における風洞体本体、鍔部、風洞体の支持構造の安全性を向上させることができる。特に、風洞体本体およびその支持構造の断面力の低減を図ることができる。例えば本発明者らの試算では、本発明は鍔部に開口部がない風車装置に比べて発生断面力を40%程度低減することができる。   In addition, according to the present invention, wind power can be generated while exerting the wind lens effect of the wind tunnel body during normal times (during power generation), while the wind tunnel body main body, the buttock, and the wind tunnel body during stormy weather (non-power generation) The safety of the support structure can be improved. In particular, the cross-sectional force of the wind tunnel body and its support structure can be reduced. For example, according to a trial calculation by the present inventors, the present invention can reduce the generated cross-sectional force by about 40% as compared with a wind turbine apparatus having no opening in the flange.

以上説明したように、本発明に係る風車装置によれば、筒状の風洞体と、この風洞体内部に設けられる風車と、前記風洞体の外周に設けられる鍔部とを備えた風車装置であって、前記鍔部の周方向に所定間隔で複数設けられた開口部と、前記開口部を開放して通風可能にする一方で、閉塞して遮風する通風手段と、前記通風手段を駆動する駆動手段とをさらに備え、前記通風手段は、前記鍔部と同軸に設けられる環状円盤であり、前記開口部の位置に対応した位置に遮風板を有し、前記環状円盤が前記軸周りに所定角度回転することで前記遮風板が前記開口部を開閉するので、平時には鍔部の開口部を閉塞して風洞体の風レンズ効果を発揮させる一方、暴風時には開口部を開放して鍔部に向かってくる風を通過させる。ここで、通風手段の環状円盤が所定角度回転することにより、遮風板が開口部を開閉する。したがって、暴風時などに、風洞体の鍔部に過大な風荷重が作用するのを容易に回避することができる。   As described above, according to the windmill device according to the present invention, a windmill device including a cylindrical wind tunnel body, a windmill provided inside the wind tunnel body, and a flange provided on the outer periphery of the wind tunnel body. A plurality of openings provided at a predetermined interval in the circumferential direction of the flange, the ventilation means for closing and blocking the air while opening the openings to allow ventilation, and driving the ventilation means Drive means, and the ventilation means is an annular disk provided coaxially with the flange, and has a wind shield at a position corresponding to the position of the opening, and the annular disk is around the axis. The wind shield plate opens and closes the opening by rotating at a predetermined angle, so that the opening of the buttocks is closed during normal times to exhibit the wind lens effect of the wind tunnel body, while the opening is opened during windstorms. Pass the wind coming towards the buttocks. Here, when the annular disk of the ventilation means rotates by a predetermined angle, the wind shielding plate opens and closes the opening. Therefore, it is possible to easily avoid an excessive wind load from acting on the buttocks of the wind tunnel body during a storm.

以上のように、本発明に係る風車装置は、風車ブレードの周りに筒状の風洞体を配置してなるディフューザ型の風車装置、およびこの風車装置による風力発電装置に有用であり、特に、暴風時などに、風洞体の鍔部に過大な風荷重が作用するのを容易に回避するのに適している。 As described above, the wind turbine equipment according to the present invention, a diffuser-type windmill device formed by arranging a cylindrical air channel around the wind turbine blades, and are useful for wind turbine generator according to the wind turbine device, in particular, It is suitable for easily avoiding an excessive wind load acting on the buttocks of the wind tunnel body during a storm.

10 風車装置
12 風洞体
12a,12d 端縁
12b 胴部
12c 縮径部
14 ナセル
16 風車
16a ブレード
18 鍔部
18a,18b プレート部材
18c 環状蓋部材
20 タワー
22a 流入口側
22b 流出口側
24 支持部材
24a 外端
26 開口部
28 通風手段
30 駆動手段
32 環状円盤
34 遮風板
36,38 断面U字状部材
40,54 リブ
42,56 開口
44 平歯車
46 固定手段
48 環状部材
50,52 断面L字状部材
58,60 ローラベアリング
62 ベアリング
64 小型モータ
64a 治具
66 出力軸
68 回転用歯車
100 風力発電装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Windmill apparatus 12 Wind tunnel body 12a, 12d End edge 12b Trunk part 12c Diameter reduction part 14 Nacelle 16 Windmill 16a Blade | blade 18 Gutter part 18a, 18b Plate member 18c Annular lid member 20 Tower 22a Inlet side 22b Outlet side 24 Support member 24a Outer end 26 Opening portion 28 Ventilating means 30 Driving means 32 Annular disk 34 Wind shielding plate 36, 38 U-shaped member 40, 54 Rib 42, 56 Opening 44 Spur gear 46 Fixing means 48 Annular member 50, 52 L-shaped section Member 58, 60 Roller bearing 62 Bearing 64 Small motor 64a Jig 66 Output shaft 68 Gear for rotation 100 Wind power generator

Claims (2)

筒状の風洞体と、この風洞体内部に設けられる風車と、前記風洞体の外周に設けられる鍔部とを備えた風車装置であって、
前記鍔部の周方向に所定間隔で複数設けられた開口部と、
前記開口部を開放して通風可能にする一方で、閉塞して遮風する通風手段と、前記通風手段を駆動する駆動手段とをさらに備え、
前記鍔部は、風の上流側に配置されるプレートと、下流側に配置されるプレートとを含んでなり、
前記通風手段は、前記上流側に配置されるプレートと、前記下流側に配置されるプレートとの間に配置されて前記鍔部と同軸に設けられる環状円盤であり、前記開口部の位置に対応した位置で前記環状円盤に固定された遮風板を有し、前記環状円盤が前記軸周りに所定角度回転することで前記遮風板が前記開口部を開放または閉塞するものであることを特徴とする風車装置。
A windmill device comprising a cylindrical wind tunnel body, a windmill provided inside the wind tunnel body, and a flange provided on the outer periphery of the wind tunnel body,
A plurality of openings provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the flange;
Ventilation means for opening and closing the opening to allow ventilation, and further blocking and blocking the air, and drive means for driving the ventilation means,
The flange includes a plate disposed on the upstream side of the wind and a plate disposed on the downstream side,
The ventilation means is an annular disk disposed between the plate disposed on the upstream side and the plate disposed on the downstream side and provided coaxially with the flange portion, and corresponds to the position of the opening. A windshield plate fixed to the annular disk at the position , and the windshield plate opens or closes the opening by rotating the annular disk around the axis by a predetermined angle. Windmill device.
前記環状円盤は、断面U字状部材で構成され、ローラーベアリングで回転が案内されるものであることを特徴とする請求項1に記載の風車装置。  The windmill device according to claim 1, wherein the annular disk is configured by a U-shaped member in cross section, and rotation is guided by a roller bearing.
JP2012191941A 2012-08-31 2012-08-31 Windmill equipment Expired - Fee Related JP6098865B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012191941A JP6098865B2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Windmill equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012191941A JP6098865B2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Windmill equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014047724A JP2014047724A (en) 2014-03-17
JP6098865B2 true JP6098865B2 (en) 2017-03-22

Family

ID=50607657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012191941A Expired - Fee Related JP6098865B2 (en) 2012-08-31 2012-08-31 Windmill equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6098865B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550367B (en) * 2020-05-19 2021-05-11 南京工业大学 Vertical axis wind driven generator with wind collecting body

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6706274B2 (en) * 2018-01-12 2020-06-03 三菱電機エンジニアリング株式会社 Propeller device for generator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5554678A (en) * 1978-10-19 1980-04-22 Tokio Matsumoto Disaster prevention device of windmill for wind driven generator
WO2000077914A2 (en) * 1999-06-16 2000-12-21 Prime Energy Corporation Power-transducer/conversion system and related methodology
JP4949970B2 (en) * 2007-08-20 2012-06-13 俊昭 太田 Wind power generator
WO2011142286A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 E&E株式会社 Horizontal axis type wind power generator equipped with air channel
JP5354297B2 (en) * 2010-06-16 2013-11-27 株式会社安川電機 Wind power generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550367B (en) * 2020-05-19 2021-05-11 南京工业大学 Vertical axis wind driven generator with wind collecting body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014047724A (en) 2014-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5833622B2 (en) Ring generator
US5863180A (en) Turbine with circumferential support
JP2007170234A (en) Variable wing type wind force converting mechanism
CA2655657A1 (en) Wind turbine having variable pitch airfoils
WO2006123951A1 (en) A wind turbine
US8118537B2 (en) Vertical axis windmill
JP2013534592A (en) Vertical axis windmill
WO2010116983A1 (en) Wind wheel
JP6098865B2 (en) Windmill equipment
KR101924375B1 (en) Vertical Wind Turbine
US8613587B2 (en) Rotor assembly for a turbine
JP2021161963A (en) Wind turbine structure for wind power generation
KR101612238B1 (en) Spiral blade unit and wind generator
WO2011109003A1 (en) Wind energy installation
RU2283968C1 (en) Windmill
US20130101398A1 (en) Impulse wind machine
WO2012144879A1 (en) Wind-operated power plant
JP5148762B1 (en) Unidirectional rotating wind turbine
JP2004285968A (en) Wind mill
JP2013036620A (en) Ventilation device
JP2021161964A (en) Wind turbine structure for wind power generation
WO2013104578A1 (en) Wind tower
JP3182330U (en) Wind power generator
WO2023058245A1 (en) Windmill structure for wind power generation
WO2017006657A1 (en) Wind-following horizontal-axis wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20150701

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150701

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6098865

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees