JP6108677B2

JP6108677B2 - Rotor blade

Info

Publication number: JP6108677B2
Application number: JP2012066698A
Authority: JP
Inventors: 敦史清水
Original assignee: Challenergy Inc
Current assignee: Challenergy Inc
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP2013194724A

Description

本発明は、回転翼に関する。 The present invention relates to times Utatetsubasa.

近年、特許文献１、特許文献２および特許文献３に示されているようなマグナス式風力発電機が提案されている。 In recent years, Magnus type wind power generators as shown in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3 have been proposed.

これらの風力発電機は、揚力を発生するブレードがプロペラ式のような翼形状ではなく、円柱形状の回転翼であり、気流中で回転翼を自転させたときに、回転翼に発生するマグナス力によって、発電機を回転させる方式である。 In these wind power generators, the blade that generates lift is not a blade shape like a propeller type, but a cylindrical rotor blade, and when rotating the rotor blade in an air current, the Magnus force generated on the rotor blade By this, the generator is rotated.

マグナス式風力発電機の利点として、風速に応じて回転翼の自転回転数を制御し、回転翼に発生するマグナス力の大きさを変化させることで、風力発電機の回転数を制御できる。 As an advantage of the Magnus type wind power generator, it is possible to control the rotational speed of the wind power generator by controlling the rotational speed of the rotating blade according to the wind speed and changing the magnitude of the Magnus force generated in the rotating blade.

具体的には、低風速の場合には回転翼の自転回転数を上げることにより、風力発電機の回転数を上げ、発電量を大きくできる。高風速の場合には、回転翼の自転回転数を下げることにより、風力発電機の回転数を下げ、過回転による破壊を防止できる。 Specifically, when the wind speed is low, by increasing the rotation speed of the rotor blades, the rotation speed of the wind power generator can be increased and the power generation amount can be increased. In the case of a high wind speed, by reducing the rotation speed of the rotor blade, the rotation speed of the wind power generator can be reduced and destruction due to over-rotation can be prevented.

また、円柱形状の回転翼は翼形状のブレードに比べ高剛性のため壊れにくい。 In addition, the cylindrical rotor blades are more difficult to break because they are more rigid than the blade blades.

さらに、複雑な曲面をもたないため、低コストで製造可能である。 Furthermore, since it does not have a complicated curved surface, it can be manufactured at low cost.

特開２００７−０８５３２７号公報JP 2007-085327 A 特開２００８−１７５０７０号公報JP 2008-175070 A 特開２０１０−１２１５１８号公報JP 2010-121518 A

しかしながら、従来のマグナス式風力発電機では、回転翼を駆動する駆動機構を保護するカバーが必要であり、風力発電機の回転部が重くなっていた。 However, in the conventional Magnus type wind power generator, a cover for protecting the drive mechanism that drives the rotor blades is necessary, and the rotating portion of the wind power generator is heavy.

マグナス式風力発電機は、駆動モータなどの駆動機構によって回転翼を自転させるが、その駆動機構は、回転翼とは別に設けられており、風雨による影響を受けないようにカバーで保護していた。そのカバーは、水滴が入らないように強力な防水効果が要求されるため重くなり、駆動機構が搭載される風力発電機の回転部の軽量化を阻害していた。 The Magnus wind power generator rotates the rotor blades by a drive mechanism such as a drive motor, but the drive mechanism is provided separately from the rotor blades and protected by a cover so that it is not affected by wind and rain. . The cover is heavy because a strong waterproof effect is required so that water droplets do not enter, and the weight of the rotating part of the wind power generator on which the drive mechanism is mounted is obstructed.

また、マグナス式風力発電機における別の課題として、回転翼の駆動モータの冷却が挙げられる。 Another problem in the Magnus type wind power generator is cooling the drive motor of the rotor blade.

回転翼の駆動モータの冷却が不十分な場合、モータ内部のコイルが発生する熱によって、コイルの巻き線抵抗の増加や磁石の減磁が引き起こされ、駆動モータの効率が低下することで、発電効率が低下してしまう。 If the drive motor of the rotor blade is not sufficiently cooled, the heat generated by the coil inside the motor will cause an increase in coil winding resistance and magnet demagnetization, reducing the efficiency of the drive motor. Efficiency will decrease.

さらに、熱による軸受けのグリス劣化などにより、駆動モータの寿命が短くなり、メンテナンスコストが高くなってしまう。 Furthermore, the life of the drive motor is shortened due to grease deterioration of the bearing due to heat and the maintenance cost is increased.

従って、回転翼の駆動モータは十分に冷却する必要がある。 Therefore, it is necessary to sufficiently cool the drive motor of the rotor blade.

また、寒冷地における回転翼への着氷も課題として挙げられる。 Another problem is the icing on the rotor blades in cold regions.

寒冷地において、降雪時や降氷雨時に回転翼に着氷すると、回転翼の回転慣性が大きくなったり、バランスが崩れたりするため、駆動モータの負荷が大きくなることが懸念される。 In cold regions, when the rotor blades are icing during snowfall or icy rain, the rotary inertia of the rotor blades is increased or the balance is lost, which may increase the load on the drive motor.

また、着氷により回転翼表面の状態が変化するため、回転翼に発生するマグナス力が減少し、発電効率が低下することも懸念される。 Further, since the surface state of the rotor blades changes due to icing, there is a concern that the Magnus force generated on the rotor blades is reduced and the power generation efficiency is lowered.

本発明は、風力発電機の回転部が重くなるという課題を考慮して、発電機の回転部の軽量化および小型化を図れる回転翼を提供することを目的とする。 The present invention, in consideration of the problem of rotation of the wind turbine is heavy, and an object thereof is to provide a Ru times Utatetsubasa that Hakare the weight and size of the rotating part of the generator.

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
回転可能な支持部材に固定された第１の支持軸と、
前記第１の支持軸に固定されたコイルと、
バレルと、
前記バレルに固定された回転子と、
前記回転子に固定された複数の永久磁石とを備え、
前記回転子は、前記第１の支持軸に支持され、前記回転可能な支持部材の回転軸及び前記第１の支持軸の中心軸は、互いに平行である、回転翼である。 In order to achieve the above object , the first present invention provides:
A first support shaft fixed to the rotating can support member,
And coils that are fixed to the first support shaft,
And barrels,
A rotor fixed to the barrels,
And a plurality of permanent magnets fixed before Symbol rotor,
The rotor is supported lifting before Symbol first support shaft, the central axis of the rotation shaft of the rotatable support member and the first support shaft are parallel to each other, it is a rotating blade.

また、第２の本発明は、
前記バレルは、略円筒形状を有し、
前記バレルの長手方向の一方側に前記回転子を設け、
前記バレルの長手方向の他方側にエンドキャップを設け、
当該エンドキャップに第２の貫通孔を設けた、第１の本発明の回転翼である。 The second aspect of the present invention
The barrel has a substantially cylindrical shape,
The rotor is provided on one side in the longitudinal direction of the barrel,
An end cap is provided on the other side in the longitudinal direction of the barrel,
To the end cap provided with the second through-hole, a rotating wing of the first present invention.

また、第３の本発明は、
前記回転子の、内側または前記回転可能な支持部材側にラビリンス構造を設けた、第１または第２の本発明の回転翼である。 The third aspect of the present invention
Of the rotor, it is provided a labyrinth structure on the inside or the rotatable support member, a rotating blade of the first or second aspect of the present invention.

また、第４の本発明は、
前記第１の支持軸に連なる、前記複数のコイルが発生する熱を放熱する放熱部材を備え、
前記放熱部材は、前記回転可能な支持部材を貫通して、前記バレルとは反対側に突出している、第１ないし第３のいずれかの本発明の回転翼である。 The fourth aspect of the present invention is
A heat dissipating member that dissipates heat generated by the plurality of coils, connected to the first support shaft;
The heat dissipation member extends through the rotatable support member, and the barrel protrudes to the opposite side, a rotating blade of any one of the first to third present invention.

また、第５の本発明は、
前記エンドキャップは、前記回転可能な支持部材とは異なる支持部材に支持され、前記第１の支持軸と中心軸が一致した第２の支持軸を有している、第２の本発明の回転翼である。 The fifth aspect of the present invention provides
Said end cap, said supported on different support member from the rotatable support member, the first support shaft and the central axis has a second support shaft that matches, a second round of the present invention It is a roller blade.

また、第６の本発明は、
前記エンドキャップは、前記第２の貫通孔とは異なる第１の貫通孔および第２の軸受けをその中心に有し、前記第２の軸受けを介して前記第１の支持軸によって回転可能に支持され、
前記第１の支持軸は、前記第１の貫通孔を貫通して前記エンドキャップから突出している、第２または第５の本発明の回転翼である。 The sixth aspect of the present invention provides
The end cap has a first through hole and a second bearing that are different from the second through hole at its center, and is rotatably supported by the first support shaft via the second bearing. And
Said first support shaft, through said first through hole and protrudes from the end cap, a rotating blade of the present invention the second or fifth.

また、第７の本発明は、
前記回転子および前記エンドキャップによって囲まれる空間内に気流を発生させる気流発生手段を、前記空間内に備えた、第２、第５または第６の本発明の回転翼である。 The seventh aspect of the present invention
The air stream generating means for generating an air flow in the space surrounded by the rotor and the end cap, provided in the space, a second, a rotating blade of the present invention of the fifth or sixth.

また、第８の本発明は、
前記第１の支持軸に取り付けられた、前記バレルを加熱する加熱手段を備えた、第１ないし第７のいずれかの本発明の回転翼である。 In addition, the eighth aspect of the present invention
Wherein said attached to one support shaft, with a heating means for heating the barrel, a rotating wing of any of the present invention the first to seventh.

また、第９の本発明は、
前記バレルの内面に、前記バレルの中心軸に対して平行なリブが形成されている、第１ないし第８のいずれかの本発明の回転翼である。 The ninth aspect of the present invention provides
The inner surface of the barrel, are formed parallel ribs to the central axis of the barrel, a rotating wing of any of the present invention of the first to eighth.

また、第１０の本発明は、
前記バレルは、中心軸方向または円周方向に分割可能な複数個のバレル部分と、隣接する前記バレル部分を連結する連結部とで構成されている、第１ないし第９のいずれかの本発明の回転翼である。 The tenth aspect of the present invention is
The barrel according to any one of the first to ninth aspects , wherein the barrel includes a plurality of barrel portions that can be divided in a central axis direction or a circumferential direction, and a connecting portion that connects the adjacent barrel portions. which is a rotating wing.

また、第１１の本発明は、
前記バレルの外面に、ディンプル状の凹みまたは突起が形成されている、第１ないし第１０のいずれかの本発明の回転翼である。 The eleventh aspect of the present invention is
The outer surface of the barrel, dimple-like depressions or projections are formed, a rotating wing of any of the present invention of the first to tenth.

また、第１２の本発明は、
前記バレルの外面に、前記バレルの中心軸に対して平行、垂直または螺旋状のリブが形成されている、第１ないし第１１のいずれかの本発明の回転翼である。 The twelfth aspect of the present invention is
The outer surface of the barrel, parallel to the central axis of the barrel, vertical or spiral ribs are formed, a rotating wing of any of the present invention of the first to eleventh.

また、第１３の本発明は、
前記複数のコイルは、前記第１の支持軸方向に分割されており、
分割された前記コイル同士は、前記回転子の回転方向を基準として、ずらして配置されている、第１ないし第１２のいずれかの本発明の回転翼である。 The thirteenth aspect of the present invention is
The plurality of coils are divided in the first support axis direction;
Divided the coil to each other, based on the rotational direction of the rotor, are staggered, a rotating wing of any of the present invention the first through twelfth.

本発明によれば、発電機の回転部の軽量化および小型化を図れる回転翼を提供できる。
The present invention can provide a Ru times Utatetsubasa that Hakare the weight and size of the rotating part of the generator.

本発明にかかる実施の形態１における回転翼を備えた垂直軸型マグナス式風力発電機の斜視構成図1 is a perspective configuration diagram of a vertical axis Magnus type wind power generator provided with a rotor blade according to a first embodiment of the present invention. 本発明にかかる実施の形態１における回転翼の正面から視た断面構成図Cross-sectional block diagram seen from the front of the rotary blade in Embodiment 1 concerning this invention 本発明にかかる実施の形態２における回転翼の正面から視た断面構成図Cross-sectional block diagram seen from the front of the rotary blade in Embodiment 2 concerning this invention 本発明にかかる実施の形態３における回転翼を備えた垂直軸型マグナス式風力発電機の斜視構成図The perspective view block diagram of the vertical axis | shaft type Magnus type wind power generator provided with the rotary blade in Embodiment 3 concerning this invention. 本発明にかかる実施の形態３における回転翼の正面から視た断面構成図Sectional block diagram seen from the front of the rotary blade in Embodiment 3 concerning this invention 本発明にかかる実施の形態３における回転翼の、コイルを千鳥配置とした構成の支持軸の斜視図The perspective view of the support shaft of the structure which made the coil the staggered arrangement of the rotary blade in Embodiment 3 concerning this invention 本発明にかかる実施の形態４における回転翼の正面から視た断面構成図Cross-sectional block diagram seen from the front of the rotary blade in Embodiment 4 concerning this invention （ａ）〜（ｃ）本発明にかかる実施の形態１および実施の形態２におけるエンドキャップの変形例を示す斜視構成図、（ｄ）本発明にかかる実施の形態１〜４におけるエンドキャップの貫通孔の配置例を示す断面図(A)-(c) The perspective block diagram which shows the modification of the end cap in Embodiment 1 and Embodiment 2 concerning this invention, (d) The penetration of the end cap in Embodiment 1-4 concerning this invention Sectional view showing examples of hole arrangement （ａ）〜（ｅ）本発明にかかる実施の形態１〜４における回転翼のバレルの変形例を示す斜視構成図、（ｆ）本発明にかかる実施の形態１〜４における回転翼の断面構成図(A)-(e) Perspective structure figure which shows the modification of the barrel of the rotary blade in Embodiment 1-4 concerning this invention, (f) Sectional structure of the rotary blade in Embodiment 1-4 concerning this invention Figure

以下に、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施の形態１）
まず、本発明にかかる実施の形態１におけるマグナス式風力発電機の回転翼について説明する。 (Embodiment 1)
First, the rotor blade of the Magnus type wind power generator in Embodiment 1 concerning this invention is demonstrated.

図１は、本実施の形態１の回転翼１０を備えた垂直軸型マグナス式風力発電機の斜視構成図である。 FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a vertical axis Magnus type wind power generator provided with a rotor blade 10 according to the first embodiment.

本実施の形態１の垂直軸型マグナス式風力発電機は、台座１５と、台座１５の上側に４つの回転翼１０が立設された支持部材６１とを備えている。台座１５内には発電機が配置されており、鉛直上方に伸びる発電機回転軸が支持部材６１に連結している。なお、発電機および発電機回転軸は、図１では図示していない。支持部材６１が回転することにより、発電機回転軸が回転し、発電機が発電を行う。 The vertical axis type Magnus type wind power generator according to the first embodiment includes a pedestal 15 and a support member 61 in which four rotary blades 10 are erected on the upper side of the pedestal 15. A generator is disposed in the pedestal 15, and a generator rotating shaft extending vertically upward is connected to the support member 61. The generator and the generator rotating shaft are not shown in FIG. As the support member 61 rotates, the generator rotating shaft rotates and the generator generates power.

図２は、本実施の形態１の回転翼１０の正面から視た断面構成図である。 FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram viewed from the front of the rotary blade 10 of the first embodiment.

図２に示すように、本実施の形態１の回転翼１０は、支持軸１１と、バレル２１と、エンドキャップ３１と、カバー部材４１と、回転子５１と、複数の永久磁石８１と、複数のコイル９１を備えている。 As shown in FIG. 2, the rotor blade 10 of the first embodiment includes a support shaft 11, a barrel 21, an end cap 31, a cover member 41, a rotor 51, a plurality of permanent magnets 81, and a plurality of Coil 91 is provided.

支持軸１１は、略円筒形状で、一方の開口部が支持部材６１にボルトナットもしくは溶接により固定されており、下部には半径方向に伸びる突出部１１ａが設けられている。支持軸１１を形成する材料として、炭素鋼などの金属が用いられている。 The support shaft 11 has a substantially cylindrical shape, and one opening is fixed to the support member 61 by bolts or nuts or welding, and a projecting portion 11a extending in the radial direction is provided at the lower portion. A metal such as carbon steel is used as a material for forming the support shaft 11.

なお、支持軸１１が、本発明の第１の支持軸の一例にあたり、支持部材６１が、本発明の回転支持部材の一例にあたる。 The support shaft 11 corresponds to an example of the first support shaft of the present invention, and the support member 61 corresponds to an example of the rotation support member of the present invention.

支持軸１１の外面には、複数のコイル９１が取り付けられており、コイル９１のそれぞれの両端は、支持軸１１に沿って回転翼１０の外部に引き出され、図示しない発電機制御部に接続されている。 A plurality of coils 91 are attached to the outer surface of the support shaft 11, and both ends of the coils 91 are drawn out of the rotor blade 10 along the support shaft 11 and connected to a generator control unit (not shown). ing.

回転子５１は、中心に回転軸５１ａ、上面には複数の貫通孔５１ｂが形成されており、軸受け７１ａ、７１ｂおよび７１ｃを介して支持軸１１によって回転可能に支持されている。回転子５１を形成する材料として、鉄やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The rotor 51 has a rotation shaft 51a at the center and a plurality of through holes 51b on the upper surface, and is rotatably supported by the support shaft 11 via bearings 71a, 71b and 71c. As a material for forming the rotor 51, a metal such as iron or an aluminum alloy is used.

回転子５１の内面には、磁性材料からなるバックヨーク５１ｃが取り付けられ、バックヨーク５１ｃの内面には複数の永久磁石８１が、前記複数のコイル９１と向かい合うよう取り付けられている。したがって、バックヨーク５１ｃおよび複数の永久磁石８１は、回転軸５１ａと一体となって回転する。 A back yoke 51c made of a magnetic material is attached to the inner surface of the rotor 51, and a plurality of permanent magnets 81 are attached to the inner surface of the back yoke 51c so as to face the plurality of coils 91. Therefore, the back yoke 51c and the plurality of permanent magnets 81 rotate integrally with the rotation shaft 51a.

即ち、複数の永久磁石８１とコイル９１は、ブラシレスＤＣモータ（または永久磁石同期モータ）として動作するよう配置されている。 That is, the plurality of permanent magnets 81 and the coil 91 are arranged to operate as a brushless DC motor (or a permanent magnet synchronous motor).

軸受け７１ａおよび７１ｂはラジアル玉軸受けであり、主に軸方向と直角な荷重を受ける。軸受け７１ｃはスラスト玉軸受けであり、軸方向の荷重を受ける。 The bearings 71a and 71b are radial ball bearings and mainly receive a load perpendicular to the axial direction. The bearing 71c is a thrust ball bearing and receives an axial load.

なお、軸受け７１ａ、７１ｂおよび７１ｃが、本発明の第１の軸受けの一例にあたる。 The bearings 71a, 71b, and 71c are examples of the first bearing of the present invention.

また、支持軸１１と、回転子５１、バレル２１の中心軸は一致している。 Further, the support shaft 11 and the central axes of the rotor 51 and the barrel 21 coincide.

バレル２１は、円筒形状であり、支持部材６１側の基端部が回転子５１に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。バレル２１を形成する材料として、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどの、軽量で強度の高いものが用いられている。 The barrel 21 has a cylindrical shape, and a base end portion on the support member 61 side is fitted to the rotor 51 and is fixed by a screw or an adhesive. As a material for forming the barrel 21, for example, a lightweight and high-strength material such as an aluminum alloy, carbon fiber reinforced plastic, or glass fiber reinforced plastic is used.

エンドキャップ３１は、バレル２１と同じ直径の略円板形状で、側面に複数の貫通孔３１ａが形成されており、バレル２１の開口した上端部に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。エンドキャップ３１を形成する材料として、アルミニウム合金やプラスチックなどの軽量なものが用いられている。 The end cap 31 has a substantially disk shape with the same diameter as the barrel 21, and a plurality of through holes 31 a are formed on the side surface. The end cap 31 is fitted into the open upper end of the barrel 21 and is fixed by screws or bonding. . As a material for forming the end cap 31, a lightweight material such as an aluminum alloy or plastic is used.

カバー部材４１はバレル２１と同じ直径の略円板形状で、中央に貫通孔４１ａが形成されており、回転子５１に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。カバー部材４１を形成する材料として、アルミニウム合金やプラスチックなどの軽量なものが用いられている。 The cover member 41 has a substantially disk shape having the same diameter as that of the barrel 21, and a through hole 41 a is formed at the center. The cover member 41 is fitted into the rotor 51 and fixed by screws or bonding. As a material for forming the cover member 41, a lightweight material such as an aluminum alloy or plastic is used.

貫通孔４１ａの直径は支持軸１１の直径より大きく、突出部１１ａの直径より小さくなっており、突出部１１ａとカバー部材４１によりラビリンス構造が形成され、回転翼１０の内部への雨水の侵入が防止される。 The diameter of the through hole 41 a is larger than the diameter of the support shaft 11 and smaller than the diameter of the protruding portion 11 a, and a labyrinth structure is formed by the protruding portion 11 a and the cover member 41. Is prevented.

なお、図２に示す回転子５１、回転軸５１ａ、バックヨーク５１ｃおよびカバー部材４１を合わせた構成が、本発明の回転子の一例にあたり、図２に示すように、本発明の回転子の内側にラビリンス構造が形成されている。 The configuration including the rotor 51, the rotating shaft 51a, the back yoke 51c, and the cover member 41 shown in FIG. 2 is an example of the rotor of the present invention. As shown in FIG. The labyrinth structure is formed.

このように、本実施の形態１の回転翼１０は、バレル２１を自転駆動するための複数の永久磁石８１およびコイル９１を防水保護された回転翼１０内部に配置する構成としたので、従来必要であった駆動機構のカバー部材が不要となり、風力発電機の回転部の軽量化および小型化を実現できる。 As described above, the rotary blade 10 according to the first embodiment has a configuration in which a plurality of permanent magnets 81 and the coils 91 for driving the barrel 21 to rotate are disposed inside the rotary blade 10 that is waterproof protected. This eliminates the need for the cover member of the drive mechanism, and allows the rotating portion of the wind power generator to be reduced in weight and size.

次に、上記構成の本実施の形態１の回転翼１０の動作について説明する。 Next, the operation of the rotary blade 10 of the first embodiment having the above configuration will be described.

発電機制御部の制御により複数のコイル９１に電流が流れると、複数の永久磁石８１に力が発生し、回転子５１を介してバレル２１が支持軸１１を中心として回転し、マグナス力を発生する。 When current flows through the plurality of coils 91 under the control of the generator control unit, a force is generated in the plurality of permanent magnets 81, and the barrel 21 rotates about the support shaft 11 via the rotor 51 to generate a Magnus force. To do.

このマグナス力により、支持部材６１を介して台座１５内に配置されている風力発電機の発電機回転軸を回転させ、発電が行われる。 By this Magnus force, the generator rotating shaft of the wind power generator disposed in the pedestal 15 is rotated via the support member 61 to generate power.

このとき、永久磁石８１とコイル９１が発生する熱により暖められた空気が貫通孔５１ｂを通じてバレル２１の内部を上昇し、エンドキャップ３１に形成された複数の貫通孔３１ａから排出される。これにより煙突効果が生じ、支持軸１１とカバー部材４１のすきまから外部の空気が流入し、永久磁石８１とコイル９１が冷却される。 At this time, the air heated by the heat generated by the permanent magnet 81 and the coil 91 rises in the barrel 21 through the through hole 51 b and is discharged from the plurality of through holes 31 a formed in the end cap 31. As a result, a chimney effect is generated, and external air flows from the gap between the support shaft 11 and the cover member 41, and the permanent magnet 81 and the coil 91 are cooled.

また、永久磁石８１とコイル９１が発生する熱は、回転子５１及びバレル２１内部の空気を介した熱伝導により、バレル２１の表面からも放熱されるため、冷却効率が高くなる上、バレル２１の表面温度が上がることで、回転翼１０に着氷しにくくなる。 Further, the heat generated by the permanent magnet 81 and the coil 91 is also dissipated from the surface of the barrel 21 by heat conduction through the air inside the rotor 51 and the barrel 21, so that the cooling efficiency is increased and the barrel 21. As the surface temperature of the rotor increases, it becomes difficult for the rotor blade 10 to be iced.

なお、本実施の形態１では、４つの回転翼１０を備える垂直軸型マグナス式風力発電機を例に説明したが、３つ以下または５つ以上の回転翼を備える構成の垂直軸型マグナス式風力発電機にも適用できる。 In the first embodiment, a vertical axis type Magnus type wind power generator including four rotary blades 10 has been described as an example, but a vertical axis type Magnus type having a configuration including three or less or five or more rotary blades. It can also be applied to wind power generators.

（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２におけるマグナス式風力発電機の回転翼について説明する。 (Embodiment 2)
Next, the rotor blade of the Magnus type wind power generator in Embodiment 2 concerning this invention is demonstrated.

図３は、本実施の形態２の回転翼２０の正面から視た断面構成図である。 FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram viewed from the front of the rotary blade 20 of the second embodiment.

本実施の形態２の回転翼２０は、例えば、図１に示すような実施の形態１と同様の構成の垂直軸型マグナス式風力発電機の回転翼として用いることができる。 The rotor blade 20 of the second embodiment can be used, for example, as a rotor blade of a vertical axis Magnus wind power generator having the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIG.

図３に示すように、本実施の形態２の回転翼２０は、支持軸１２と、バレル２２と、エンドキャップ３２と、カバー部材４２と、回転子５２と、複数の永久磁石８２と、複数のコイル９２を備えている。 As shown in FIG. 3, the rotor blade 20 of the second embodiment includes a support shaft 12, a barrel 22, an end cap 32, a cover member 42, a rotor 52, a plurality of permanent magnets 82, and a plurality of permanent magnets 82. The coil 92 is provided.

支持軸１２は、円筒形状で、一方の開口部が支持部材６２にボルトナットや溶接により固定されている。支持軸１２を形成する材料として、炭素鋼などの金属が用いられている。 The support shaft 12 has a cylindrical shape, and one opening is fixed to the support member 62 by bolts and nuts or welding. As a material for forming the support shaft 12, a metal such as carbon steel is used.

支持軸１２の外面には、複数のコイル９２が取り付けられており、コイル９２のそれぞれの両端は、支持軸１２に沿って回転翼２０の外部に引き出され、図示しない発電機制御部に接続されている。 A plurality of coils 92 are attached to the outer surface of the support shaft 12, and both ends of each of the coils 92 are drawn out of the rotor blade 20 along the support shaft 12 and connected to a generator control unit (not shown). ing.

また、支持軸１２には、放熱部材１２ａが連結されており、放熱部材１２ａは支持部材６２を貫通して、バレル２２とは反対側に突出している。 Further, a heat radiating member 12 a is connected to the support shaft 12, and the heat radiating member 12 a penetrates the support member 62 and protrudes on the opposite side to the barrel 22.

放熱部材１２ａの表面には、放熱フィン１２ｂが設けられている。放熱部材１２ａを形成する材料として、熱伝導率の高いアルミニウム合金などが用いられている。 On the surface of the heat radiating member 12a, heat radiating fins 12b are provided. As a material for forming the heat dissipating member 12a, an aluminum alloy having a high thermal conductivity is used.

支持部材６２は、例えば、図１に示すような風力発電機の台座１５内に配置された発電機の発電機回転軸に連結されている。 The support member 62 is connected to a generator rotating shaft of a generator disposed in a pedestal 15 of a wind power generator as shown in FIG. 1, for example.

なお、支持軸１２が、本発明の第１の支持軸の一例にあたり、支持部材６２が、本発明の回転支持部材の一例にあたる。 The support shaft 12 corresponds to an example of the first support shaft of the present invention, and the support member 62 corresponds to an example of the rotation support member of the present invention.

回転子５２は、円筒形状であり、中心に回転軸５２ａ、上面に複数の貫通孔５２ｂ、側面に放熱フィン５２ｃが形成されており、回転子軸受け７２ａ、７２ｂ、７２ｃを介して支持軸１２によって回転可能に支持されている。回転子５２を形成する材料として、鉄やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The rotor 52 has a cylindrical shape, and includes a rotation shaft 52a at the center, a plurality of through holes 52b on the upper surface, and heat radiation fins 52c on the side surfaces. The rotor 52 is supported by the support shaft 12 via the rotor bearings 72a, 72b, 72c. It is rotatably supported. As a material for forming the rotor 52, a metal such as iron or an aluminum alloy is used.

回転子５２の内面には、磁性材料からなるバックヨーク５２ｄが取り付けられ、バックヨーク５２ｄの内面には複数の永久磁石８２が、前記複数のコイル９２と向かい合うよう取り付けられ、ブラシレスＤＣモータ（または永久磁石同期モータ）として動作するよう配置されているのは実施の形態１と同様である。 A back yoke 52d made of a magnetic material is attached to the inner surface of the rotor 52, and a plurality of permanent magnets 82 are attached to the inner surface of the back yoke 52d so as to face the plurality of coils 92. It is the same as in the first embodiment that it is arranged to operate as a magnet synchronous motor.

また、回転子５２の下端に設けられた溝５２ｅと、支持部材６２に設けられたカバー部材４２によりラビリンス構造が形成され、回転翼２０の内部への雨水の侵入が防止される。 Further, a labyrinth structure is formed by the groove 52e provided at the lower end of the rotor 52 and the cover member 42 provided at the support member 62, and rain water intrusion into the rotor blade 20 is prevented.

なお、図３に示す回転子５２、回転軸５２ａおよびバックヨーク５２ｄを合わせた構成が、本発明の回転子の一例にあたり、図３に示すように、本発明の回転子の回転指示部材側にラビリンス構造が形成されている。 3 is an example of the rotor of the present invention, and as shown in FIG. 3, the rotor 52, the rotating shaft 52a and the back yoke 52d are combined on the rotation instruction member side. A labyrinth structure is formed.

軸受け７２ａおよび７２ｂはラジアル玉軸受けであり、軸受け７２ｃはスラスト玉軸受けである。 The bearings 72a and 72b are radial ball bearings, and the bearing 72c is a thrust ball bearing.

なお、軸受け７２ａ、７２ｂおよび７２ｃが、本発明の第１の軸受けの一例にあたる。 The bearings 72a, 72b, and 72c are examples of the first bearing of the present invention.

本実施の形態２のバレル２２は、円筒形状の２つのバレル部分２２ａ、２２ｂが連結部材２２ｃによって連結されて構成されている。 The barrel 22 of the second embodiment is configured by connecting two cylindrical barrel portions 22a and 22b by a connecting member 22c.

バレル２２ａの下端と２２ｂの上端がそれぞれ連結部材２２ｃに嵌め合わされ、螺子もしくは接着剤等で固定されている。 The lower end of the barrel 22a and the upper end of 22b are fitted into the connecting member 22c, respectively, and fixed with screws or an adhesive.

また、バレル２２ｂの下端部が回転子５２に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。バレル２２ａ、２２ｂと連結部材２２ｃを形成する材料として、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどの、軽量で強度の高いものが用いられている。 Further, the lower end portion of the barrel 22b is fitted into the rotor 52 and fixed by a screw or an adhesive. As a material for forming the barrels 22a and 22b and the connecting member 22c, for example, a lightweight and high-strength material such as an aluminum alloy, a carbon fiber reinforced plastic, or a glass fiber reinforced plastic is used.

支持軸１２と、回転子５２、バレル２２の中心軸が一致しているのは、実施の形態１と同様である。 The support shaft 12 and the central axes of the rotor 52 and the barrel 22 are the same as in the first embodiment.

なお、２つのバレル部分２２ａ、２２ｂを、さらに円周方向に分割してもよい。 The two barrel portions 22a and 22b may be further divided in the circumferential direction.

例えば、アルミニウム合金の圧延材を曲げ加工して作った円弧形状の部材を、連結部材を介してリベットや溶接等により接合することで、円筒形状のバレル部分を形成すればよい。 For example, a cylindrical barrel portion may be formed by joining arc-shaped members made by bending an aluminum alloy rolled material through a connecting member by rivets, welding, or the like.

また、圧延材の製造行程において、バレル表面にディンプル状の凹みまたは突起を形成することもできる。 Further, in the manufacturing process of the rolled material, dimple-like depressions or protrusions can be formed on the barrel surface.

このように、バレルを複数のバレル部分に分割可能に構成することで、バレルを大型化した場合の製造コスト、及び輸送コストを低減できる。 In this way, by configuring the barrel so that it can be divided into a plurality of barrel portions, the manufacturing cost and the transportation cost when the barrel is enlarged can be reduced.

エンドキャップ３２は、バレル２２と同じ直径の略円板形状で、側面に複数の貫通孔３２ａが形成されており、バレル２２ａの上端部に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。エンドキャップ３２を形成する材料として、アルミニウム合金やプラスチックなどの軽量な材質のものが用いられている。 The end cap 32 has a substantially disk shape with the same diameter as the barrel 22, and a plurality of through holes 32 a are formed on the side surface. The end cap 32 is fitted into the upper end of the barrel 22 a and is fixed by screws or bonding. As a material for forming the end cap 32, a lightweight material such as an aluminum alloy or plastic is used.

なお、貫通孔３２ａが、本発明の第２の貫通孔の一例にあたる。 The through hole 32a corresponds to an example of the second through hole of the present invention.

このように、本実施の形態２の回転翼２０は、バレル２２を自転駆動するための複数のコイル９２および永久磁石８２を防水保護された回転翼２０内部に配置する構成としたので、従来必要であった駆動機構のカバー部材が不要となり、風力発電機の回転部の軽量化および小型化を実現できる。 As described above, the rotary blade 20 according to the second embodiment has a configuration in which the plurality of coils 92 and the permanent magnet 82 for rotating the barrel 22 are disposed inside the rotary blade 20 that is waterproof protected. This eliminates the need for the cover member of the drive mechanism, and allows the rotating portion of the wind power generator to be reduced in weight and size.

次に、上記構成の本実施の形態２の回転翼２０の動作について説明する。 Next, the operation of the rotor blade 20 of the second embodiment having the above configuration will be described.

発電機制御部の制御により複数のコイル９２に電流が流れると、回転子５２を介してバレル２２が支持軸１２を中心として回転し、マグナス力を発生する。 When a current flows through the plurality of coils 92 under the control of the generator control unit, the barrel 22 rotates about the support shaft 12 via the rotor 52 and generates a Magnus force.

このマグナス力により、支持部材６２を介して台座１５内に配置されている風力発電機の発電機回転軸を回転させ、発電が行われる。 By this Magnus force, the generator rotating shaft of the wind power generator disposed in the pedestal 15 is rotated via the support member 62 to generate power.

このとき、永久磁石８２とコイル９２が発生する熱により暖められた空気が貫通孔５２ｂを通じてバレル２２の内部を上昇し、エンドキャップ３２に形成された複数の貫通孔３２ａから排出される。これにより煙突効果が生じ、回転子５２とカバー部材４２のすきまから外部の空気が流入し、永久磁石８２とコイル９２が冷却される。 At this time, the air heated by the heat generated by the permanent magnet 82 and the coil 92 rises in the barrel 22 through the through hole 52 b and is discharged from the plurality of through holes 32 a formed in the end cap 32. As a result, a chimney effect is generated, and external air flows from the gap between the rotor 52 and the cover member 42, and the permanent magnet 82 and the coil 92 are cooled.

また、永久磁石８２とコイル９２が発生する熱は、回転子５２及びバレル２２内部の空気を介した熱伝導により、バレル２２の表面からも放熱されるため、冷却効率が高くなる上、バレル２２の表面温度が上がることで、回転翼２０に着氷しにくくなる。 The heat generated by the permanent magnet 82 and the coil 92 is also dissipated from the surface of the barrel 22 due to heat conduction through the air inside the rotor 52 and the barrel 22, so that the cooling efficiency is increased and the barrel 22 is also improved. As the surface temperature of the rotor increases, it becomes difficult for the rotor blade 20 to be iced.

さらに、本実施の形態２においては、回転子５２の側面に放熱フィン５２ｃを設けるとともに、支持軸１２に連結された放熱部材１２ａを設けたことにより、永久磁石８２とコイル９２が発生する熱を、より効率的に放熱することができる。 Further, in the second embodiment, the heat generated by the permanent magnet 82 and the coil 92 is generated by providing the heat dissipating fins 52c on the side surface of the rotor 52 and the heat dissipating member 12a connected to the support shaft 12. , Can dissipate heat more efficiently.

なお、放熱部材１２ａはコイル９２の図示しないステータコアに接していることが好ましい。 The heat dissipating member 12a is preferably in contact with a stator core (not shown) of the coil 92.

例えば、ステータコアに複数の貫通孔を設け、放熱部材１２ａに前記複数の貫通孔に対応する複数の突起部を設けておき、これらを嵌合することで放熱部材１２ａをステータコアに接触させることができる。 For example, a plurality of through holes are provided in the stator core, a plurality of protrusions corresponding to the plurality of through holes are provided in the heat radiating member 12a, and the heat radiating member 12a can be brought into contact with the stator core by fitting them. .

また、放熱部材１２ａは、支持部材６２を貫通し、バレル２２とは反対側に突出した支持軸１２の一部であってもよい。 Further, the heat dissipation member 12 a may be a part of the support shaft 12 that penetrates the support member 62 and protrudes to the opposite side of the barrel 22.

なお、実施の形態１および２では、回転翼１０および２０を垂直軸型マグナス式風力発電機に適用した例について説明したが、実施の形態１および２の回転翼１０および２０は、水平軸型マグナス式風力発電機の回転翼としても適用できる。 In the first and second embodiments, an example in which the rotary blades 10 and 20 are applied to a vertical axis type Magnus wind power generator has been described. However, the rotary blades 10 and 20 of the first and second embodiments are horizontal axis types. It can also be applied as a rotor blade of a Magnus type wind power generator.

（実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３におけるマグナス式風力発電機の回転翼について説明する。 (Embodiment 3)
Next, the rotor blade of the Magnus type wind power generator in Embodiment 3 concerning this invention is demonstrated.

図４は、本実施の形態３の回転翼３０を備えた垂直軸型マグナス式風力発電機の斜視構成図である。 FIG. 4 is a perspective configuration diagram of a vertical axis Magnus type wind power generator provided with the rotor blade 30 of the third embodiment.

本実施の形態３の垂直軸型マグナス式風力発電機は、台座１６と、台座１６の上側に４つの回転翼３０が立設された支持部材６３に加えて、回転翼３０の上側を支持するための円板状の支持部材６４を備えている。台座１６内には発電機が配置されており、鉛直上方に伸びる発電機回転軸１７が支持部材６３および６４に連結している。支持部材６３および６４が回転することにより、発電機回転軸１７が回転し、発電機が発電を行う。 The vertical axis type Magnus wind power generator according to the third embodiment supports the upper side of the rotary blade 30 in addition to the base 16 and the support member 63 in which the four rotary blades 30 are erected on the upper side of the base 16. A disk-shaped support member 64 is provided. A generator is disposed in the pedestal 16, and a generator rotating shaft 17 extending vertically upward is connected to support members 63 and 64. As the support members 63 and 64 rotate, the generator rotating shaft 17 rotates, and the generator generates power.

図５は、本実施の形態３の回転翼３０の正面から視た断面構成図である。 FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram viewed from the front of the rotary blade 30 of the third embodiment.

図５に示すように、本実施の形態３の回転翼３０は、支持軸１３と、バレル２３と、エンドキャップ３３と、カバー部材４３と、回転子５３と、複数の永久磁石８３と、複数のコイル９３を備えている。 As shown in FIG. 5, the rotor blade 30 of the third embodiment includes a support shaft 13, a barrel 23, an end cap 33, a cover member 43, a rotor 53, a plurality of permanent magnets 83, and a plurality of The coil 93 is provided.

支持軸１３は、円筒形状で、一方の開口部が支持部材６３にボルトナットや溶接により固定されている。支持軸１３を形成する材料として、炭素鋼などの金属が用いられている。 The support shaft 13 has a cylindrical shape, and one opening is fixed to the support member 63 by bolts and nuts or welding. As a material for forming the support shaft 13, a metal such as carbon steel is used.

支持軸１３の外面には、複数のコイル９３ａ、９３ｂが取り付けられており、コイル９３ａ、９３ｂのそれぞれの両端は、支持軸１３に沿って回転翼３０の外部に引き出され、図示しない発電機制御部に接続されている。 A plurality of coils 93a, 93b are attached to the outer surface of the support shaft 13, and both ends of the coils 93a, 93b are drawn out of the rotor blade 30 along the support shaft 13, and are not shown in the generator control. Connected to the department.

支持部材６３、６４は、例えば、図４に示すような風力発電機の台座１６内に配置された発電機の発電機回転軸１７に連結されている。 The support members 63 and 64 are connected to the generator rotating shaft 17 of the generator disposed in the base 16 of the wind power generator as shown in FIG. 4, for example.

なお、支持軸１３が、本発明の第１の支持軸の一例にあたり、支持部材６３、６４が、本発明の回転支持部材の一例にあたる。 The support shaft 13 corresponds to an example of the first support shaft of the present invention, and the support members 63 and 64 correspond to an example of the rotation support member of the present invention.

回転子５３は、円筒形状であり、中心に回転軸５３ａ、上面に複数の貫通孔５３ｂ、側面に放熱フィン５３ｃが形成されており、回転子軸受け７３ａ、７３ｂ、７３ｃを介して支持軸１３によって回転可能に支持されている。回転子５３を形成する材料として、鉄やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The rotor 53 has a cylindrical shape, and has a rotation shaft 53a at the center, a plurality of through holes 53b on the upper surface, and heat radiation fins 53c on the side surfaces. The rotor 53 is supported by the support shaft 13 via the rotor bearings 73a, 73b, 73c. It is rotatably supported. As a material for forming the rotor 53, a metal such as iron or an aluminum alloy is used.

回転子５３の内面には、磁性材料からなるバックヨーク５３ｄが取り付けられ、バックヨーク５３ｄの内面には複数の永久磁石８３ａ、８３ｂが、それぞれ前記複数のコイル９３ａ、９３ｂと向かい合うよう取り付けられ、ブラシレスＤＣモータ（または永久磁石同期モータ）として動作するよう配置されている。 A back yoke 53d made of a magnetic material is attached to the inner surface of the rotor 53, and a plurality of permanent magnets 83a and 83b are attached to the inner surface of the back yoke 53d so as to face the plurality of coils 93a and 93b, respectively. It is arranged to operate as a DC motor (or permanent magnet synchronous motor).

このように、永久磁石８３ａとコイル９３ａ、永久磁石８３ｂとコイル９３ｂを回転翼３０の軸方向に並べて配置することで、回転子５３を回転翼３０の直径方向に大型化することなく、回転翼３０の回転トルクを大きくすることができる。 Thus, by arranging the permanent magnet 83a and the coil 93a and the permanent magnet 83b and the coil 93b side by side in the axial direction of the rotor blade 30, the rotor 53 is not enlarged in the diameter direction of the rotor blade 30. The rotational torque of 30 can be increased.

また、永久磁石８３ａとコイル９３ａ、永久磁石８３ｂとコイル９３ｂの位相をずらすことで、コギングトルクを低減することができる。 Further, the cogging torque can be reduced by shifting the phases of the permanent magnet 83a and the coil 93a, and the permanent magnet 83b and the coil 93b.

さらに、支持軸１３の軸方向に分割して配置するコイル９３ａとコイル９３ｂを、支持軸１３の軸方向に重ならないように配置してもよい。 Furthermore, the coil 93 a and the coil 93 b arranged separately in the axial direction of the support shaft 13 may be disposed so as not to overlap in the axial direction of the support shaft 13.

図６に、コイル９３ａとコイル９３ｂを、支持軸１３の軸方向に重ならないように配置した本実施の形態３における回転翼の支持軸の斜視図を示す。図６では、図５と対応する構成部分に同じ符号を用いている。 FIG. 6 shows a perspective view of the support shaft of the rotor blade in the third embodiment in which the coil 93a and the coil 93b are arranged so as not to overlap with the support shaft 13 in the axial direction. In FIG. 6, the same reference numerals are used for components corresponding to those in FIG.

図６に示す構成の支持軸１３は、軸方向に分割され、回転方向のずれた位置に設けられたティース９６にコイルを巻きつけて、コイル９３ａとコイル９３ｂを千鳥配置としている。図６に二点差線で示す矢印は、支持軸１３の周囲の気流９７の向きを示している。 The support shaft 13 having the configuration shown in FIG. 6 is divided in the axial direction, and a coil is wound around a tooth 96 provided at a position shifted in the rotational direction, so that the coils 93a and 93b are arranged in a staggered manner. An arrow indicated by a two-dot chain line in FIG. 6 indicates the direction of the airflow 97 around the support shaft 13.

図６に示すような構成とすることで、支持軸１３の円周方向において、コイル間の距離を大きくできるので、通風面積が増大し、コイル９３ａとコイル９３ｂを効率的に冷却することができる。 With the configuration as shown in FIG. 6, the distance between the coils can be increased in the circumferential direction of the support shaft 13, so that the ventilation area is increased and the coils 93 a and 93 b can be efficiently cooled. .

なお、軸方向から視て千鳥配置とした図６に示すコイル９３ａとコイル９３ｂが、本発明の、回転子の回転方向を基準としてずらして配置されているコイル同士の一例にあたる。 Note that the coils 93a and 93b shown in FIG. 6 that are arranged in a staggered manner when viewed from the axial direction correspond to an example of coils that are arranged to be shifted with respect to the rotation direction of the rotor of the present invention.

また、図５に示すように、回転子５３の下端に設けられた溝５３ｅと、支持部材６３に設けられたカバー部材４３によりラビリンス構造が形成され、回転翼３０の内部への雨水の侵入が防止される。 Further, as shown in FIG. 5, a labyrinth structure is formed by the groove 53 e provided at the lower end of the rotor 53 and the cover member 43 provided at the support member 63, and rainwater enters the inside of the rotor blade 30. Is prevented.

また、本実施の形態３においては、回転子５３の下部に軸流ファン５３ｆが設けられている。 In the third embodiment, an axial fan 53f is provided below the rotor 53.

軸流ファン５３ｆは、回転子５３と一体となって回転し、回転翼３０の内部にエンドキャップ３３に向かう気流を発生させるとともに、外部の空気を回転翼３０の内部に流入させる。 The axial fan 53 f rotates integrally with the rotor 53, generates an air flow toward the end cap 33 inside the rotary blade 30, and allows external air to flow into the rotary blade 30.

なお、軸流ファン５３ｆが本発明の気流発生手段の一例にあたる。 The axial fan 53f is an example of the airflow generating means of the present invention.

軸受け７３ａおよび７３ｂはラジアル玉軸受けであり、軸受け７３ｃはスラスト玉軸受けである。 The bearings 73a and 73b are radial ball bearings, and the bearing 73c is a thrust ball bearing.

なお、軸受け７３ａ、７３ｂおよび７３ｃが、本発明の第１の軸受けの一例にあたる。 The bearings 73a, 73b, and 73c are examples of the first bearing of the present invention.

バレル２３は、円筒形状であり、支持部材６３側の基端部が回転子５３に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。バレル２３を形成する材料として、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどの、軽量で強度の高いものが用いられている。 The barrel 23 has a cylindrical shape, and a base end portion on the support member 63 side is fitted to the rotor 53 and is fixed by a screw or an adhesive. As a material for forming the barrel 23, for example, a lightweight and high-strength material such as an aluminum alloy, carbon fiber reinforced plastic, or glass fiber reinforced plastic is used.

エンドキャップ３３は、バレル２３と同じ直径の略円板形状で、側面に複数の貫通孔３３ａ、中心には支持軸３３ｂが上面に突出して形成され、バレル２３の開口した上端部に嵌め合わされ、螺子または接着等で固定されている。エンドキャップ３３を形成する材料として、炭素鋼やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The end cap 33 has a substantially disk shape with the same diameter as the barrel 23, and a plurality of through holes 33 a are formed on the side surface, a support shaft 33 b is formed on the upper surface so as to protrude from the upper surface, and is fitted to the open upper end of the barrel 23. It is fixed with screws or adhesives. As a material for forming the end cap 33, a metal such as carbon steel or an aluminum alloy is used.

なお、支持軸３３ｂは、エンドキャップ３３と一体に形成されていてもよく、エンドキャップ３３とは別に形成され、エンドキャップ３３に組み付けられていてもよい。 The support shaft 33b may be formed integrally with the end cap 33, may be formed separately from the end cap 33, and may be assembled to the end cap 33.

また、貫通孔３３ａが、本発明の第２の貫通孔の一例にあたり、支持軸３３ｂが、本発明の第２の支持軸の一例にあたる。 The through hole 33a corresponds to an example of the second through hole of the present invention, and the support shaft 33b corresponds to an example of the second support shaft of the present invention.

また、支持軸１３と、回転子５３、バレル２３、支持軸３３ｂの中心軸は一致している。 Further, the support shaft 13 and the central axes of the rotor 53, the barrel 23, and the support shaft 33b coincide with each other.

回転翼３０の上方に配置される支持部材６４には、ラジアル玉軸受け７３ｄが固定されており、第２の支持軸３３ｂを回転可能に支持している。 A radial ball bearing 73d is fixed to the support member 64 disposed above the rotary blade 30 and rotatably supports the second support shaft 33b.

このように構成することで、回転翼３０を両端で支持することができるので、回転翼３０の強風に対する強度が向上する。 By comprising in this way, since the rotary blade 30 can be supported by both ends, the intensity | strength with respect to the strong wind of the rotary blade 30 improves.

このように、本実施の形態３の回転翼３０は、バレル２３を自転駆動するための複数のコイル９３および永久磁石８３を防水保護された回転翼３０内部に配置する構成としたので、従来必要であった駆動機構のカバー部材が不要となり、風力発電機の回転部の軽量化および小型化を実現できる。 As described above, the rotary blade 30 according to the third embodiment has a configuration in which a plurality of coils 93 and the permanent magnet 83 for driving the barrel 23 to rotate are disposed inside the rotary vane 30 that is waterproof protected. This eliminates the need for the cover member of the drive mechanism, and allows the rotating portion of the wind power generator to be reduced in weight and size.

次に、上記構成の本実施の形態３の回転翼３０の動作について説明する。 Next, the operation of the rotary blade 30 of the third embodiment configured as described above will be described.

発電機制御部の制御により複数のコイル９３に電流が流れると、回転子５３を介してバレル２３が支持軸１３を中心として回転し、マグナス力を発生する。 When a current flows through the plurality of coils 93 under the control of the generator control unit, the barrel 23 rotates about the support shaft 13 via the rotor 53 to generate a Magnus force.

このマグナス力により、支持部材６３、６４を介して台座１６内に配置されている風力発電機の発電機回転軸を回転させ、発電が行われる。 By this Magnus force, the generator rotating shaft of the wind power generator disposed in the pedestal 16 is rotated via the support members 63 and 64 to generate power.

このとき、永久磁石８３とコイル９３が発生する熱により暖められた空気が、回転子５３の回転に伴う軸流ファン５３ｆの働きにより貫通孔５３ｂを通じてバレル２３の内部を上昇し、エンドキャップ３３に形成された複数の貫通孔３３ａから強制的に排出されると同時に、支持部材６３に設けられた複数の貫通孔６３ａから外部の空気が流入し、永久磁石８３とコイル９３が冷却される。 At this time, the air heated by the heat generated by the permanent magnet 83 and the coil 93 rises in the barrel 23 through the through hole 53 b by the action of the axial fan 53 f accompanying the rotation of the rotor 53, and reaches the end cap 33. At the same time as being forcibly discharged from the plurality of through holes 33 a formed, external air flows from the plurality of through holes 63 a provided in the support member 63, and the permanent magnet 83 and the coil 93 are cooled.

また、永久磁石８３とコイル９３が発生する熱は、回転子５３及びバレル２３内部の空気を介した熱伝導により、バレル２３の表面からも放熱されるため、冷却効率が高くなる上、バレル２３の表面温度が上がることで、回転翼３０に着氷しにくくなる。 The heat generated by the permanent magnet 83 and the coil 93 is also dissipated from the surface of the barrel 23 due to heat conduction through the air inside the rotor 53 and the barrel 23, so that the cooling efficiency is increased and the barrel 23 is increased. As the surface temperature rises, it becomes difficult for the rotor blade 30 to be iced.

さらに、回転子５３の側面に放熱フィン５３ｃを設けたことにより、永久磁石８３とコイル９３が発生する熱を、より効率的に放熱することができる。 Furthermore, by providing the radiation fins 53c on the side surface of the rotor 53, the heat generated by the permanent magnet 83 and the coil 93 can be radiated more efficiently.

（実施の形態４）
次に、本発明にかかる実施の形態４におけるマグナス式風力発電機の回転翼について説明する。 (Embodiment 4)
Next, the rotor blade of the Magnus type wind power generator in Embodiment 4 concerning this invention is demonstrated.

図７は、本実施の形態４の回転翼４０の正面から視た断面構成図である。 FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram viewed from the front of the rotor blade 40 of the fourth embodiment.

本実施の形態４の回転翼４０は、例えば、図４に示すような実施の形態３と同様の構成の垂直軸型マグナス式風力発電機の回転翼として用いることができる。 The rotor blade 40 of the fourth embodiment can be used, for example, as a rotor blade of a vertical axis Magnus wind power generator having the same configuration as that of the third embodiment as shown in FIG.

図７に示すように、本実施の形態４の回転翼４０は、支持軸１４と、バレル２４と、エンドキャップ３４と、回転子５４と、複数の永久磁石８４と、複数のコイル９４と、ヒータ９５を備えている。 As shown in FIG. 7, the rotor blade 40 of the fourth embodiment includes a support shaft 14, a barrel 24, an end cap 34, a rotor 54, a plurality of permanent magnets 84, a plurality of coils 94, A heater 95 is provided.

支持軸１４は、円筒形状で、一端部が下側の支持部材６５に、他端部が上側の支持部材６６に、それぞれボルトナットや溶接により固定されている。支持軸１４を形成する材料として、炭素鋼などの金属が用いられている。 The support shaft 14 has a cylindrical shape, and one end is fixed to the lower support member 65 and the other end is fixed to the upper support member 66 by bolts and nuts, respectively. As a material for forming the support shaft 14, a metal such as carbon steel is used.

支持軸１４の外面には、複数のコイル９４が取り付けられており、コイル９４のそれぞれの両端は、支持軸１４の内部を通じて回転翼４０の外部に引き出され、図示しない発電機制御部に接続されている。 A plurality of coils 94 are attached to the outer surface of the support shaft 14, and both ends of each of the coils 94 are drawn out of the rotor blades 40 through the support shaft 14 and connected to a generator control unit (not shown). ing.

支持部材６５、６６は、例えば、図４に示すような風力発電機の台座１６内に配置された発電機の発電機回転軸１７に連結されている。 The support members 65 and 66 are connected to the generator rotating shaft 17 of the generator disposed in the base 16 of the wind power generator as shown in FIG. 4, for example.

なお、支持軸１４が、本発明の第１の支持軸の一例にあたり、支持部材６５、６６が、本発明の回転支持部材の一例にあたる。 The support shaft 14 corresponds to an example of the first support shaft of the present invention, and the support members 65 and 66 correspond to an example of the rotation support member of the present invention.

回転子５４は、略円筒形状であり、下面に軸流ファン５４ｃ、側面に放熱フィン５４ｂが形成されており、軸受け７４ａ、７４ｂを介して支持軸１４によって回転可能に支持されている。回転子５４を形成する材料として、鉄やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The rotor 54 has a substantially cylindrical shape. An axial fan 54c is formed on the lower surface and a heat radiation fin 54b is formed on the side surface. The rotor 54 is rotatably supported by the support shaft 14 via bearings 74a and 74b. As a material for forming the rotor 54, a metal such as iron or an aluminum alloy is used.

回転子５４の内面には、磁性材料からなるバックヨーク５４ａが取り付けられ、バックヨーク５４ａの内面には複数の永久磁石８４が、それぞれ前記複数のコイル９４と向かい合うよう取り付けられ、ブラシレスＤＣモータ（または永久磁石同期モータ）として動作するよう配置されている。 A back yoke 54a made of a magnetic material is attached to the inner surface of the rotor 54, and a plurality of permanent magnets 84 are attached to the inner surface of the back yoke 54a so as to face the plurality of coils 94, respectively. It is arranged to operate as a permanent magnet synchronous motor).

軸流ファン５４ｃは、回転子５４と一体となって回転し、回転翼４０の内部にエンドキャップ３４に向かう気流を発生させるとともに、外部の空気を回転翼４０の内部に流入させる。 The axial fan 54 c rotates integrally with the rotor 54, generates an air flow toward the end cap 34 inside the rotor blade 40, and allows external air to flow into the rotor blade 40.

なお、軸流ファン５４ｃが本発明の気流発生手段の一例にあたる。 The axial fan 54c is an example of the airflow generating means of the present invention.

軸受け７４ａはラジアル玉軸受けであり、軸受け７４ｂはスラスト玉軸受けである。 The bearing 74a is a radial ball bearing, and the bearing 74b is a thrust ball bearing.

なお、軸受け７４ａおよび７４ｂが、本発明の第１の軸受けの一例にあたる。 The bearings 74a and 74b are an example of the first bearing of the present invention.

バレル２４は、円筒形状であり、支持部材６５側の基端部が回転子５４に嵌め合わされ、螺子もしくは接着等で固定されている。バレル２４を形成する材料として、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどの、軽量で強度の高いものが用いられている。 The barrel 24 has a cylindrical shape, and a base end portion on the support member 65 side is fitted to the rotor 54 and is fixed by a screw or an adhesive. As a material for forming the barrel 24, for example, a lightweight and high-strength material such as an aluminum alloy, carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, or the like is used.

エンドキャップ３４は、側面に複数の貫通孔３４ａ、中心に貫通孔３４ｂが形成され、内部にはラジアル玉軸受け７４ｃが固定されており、バレル２４の開口した上端部に嵌め合わされ、螺子または接着等で固定されている。エンドキャップ３４を形成する材料として、炭素鋼やアルミニウム合金などの金属が用いられている。 The end cap 34 has a plurality of through holes 34a on the side surface and a through hole 34b in the center. A radial ball bearing 74c is fixed inside the end cap 34. The end cap 34 is fitted into the open upper end of the barrel 24 and is screwed or bonded. It is fixed with. As a material for forming the end cap 34, a metal such as carbon steel or aluminum alloy is used.

なお、貫通孔３４ｂが、本発明の第１の貫通孔の一例にあたり、貫通孔３４ａが、本発明の第２の貫通孔の一例にあたり、ラジアル玉軸受け７４ｃが、本発明の第２の軸受けの一例にあたる。 The through hole 34b is an example of the first through hole of the present invention, the through hole 34a is an example of the second through hole of the present invention, and the radial ball bearing 74c is the second bearing of the present invention. An example.

なお、支持軸１４と回転子５４、バレル２４、貫通孔３４ｂの中心軸は一致している。 The support shaft 14, the rotor 54, the barrel 24, and the central axes of the through holes 34b are coincident with each other.

また、本実施の形態４における支持軸１４には、ヒータ９５が固定されている。ヒータ９５は、支持軸１４の内部を通じて回転翼４０の外部に引き出され、図示しない発電機制御部に接続されている。 In addition, a heater 95 is fixed to the support shaft 14 in the fourth embodiment. The heater 95 is drawn out of the rotor blade 40 through the support shaft 14 and connected to a generator control unit (not shown).

なお、ヒータ９５が、本発明の加熱手段の一例にあたる。 The heater 95 is an example of the heating means of the present invention.

このように構成することで、実施の形態３同様、回転翼４０を両端で支持することができるので、回転翼４０の強風に対する強度が向上する。 With this configuration, the rotor blade 40 can be supported at both ends as in the third embodiment, so that the strength of the rotor blade 40 against strong winds is improved.

次に、上記構成の本実施の形態４の回転翼４０の動作について説明する。 Next, the operation of the rotor blade 40 of the fourth embodiment having the above configuration will be described.

発電機制御部の制御により複数のコイル９４に電流が流れると、回転子５４を介してバレル２４が支持軸１４を中心として回転し、マグナス力を発生する。 When current flows through the plurality of coils 94 under the control of the generator control unit, the barrel 24 rotates about the support shaft 14 via the rotor 54 to generate a Magnus force.

このマグナス力により、支持部材６５、６６を介して台座１６内に配置されている風力発電機の発電機回転軸を回転させ、発電が行われる。 By this Magnus force, the generator rotating shaft of the wind power generator disposed in the pedestal 16 is rotated via the support members 65 and 66 to generate power.

このとき、永久磁石８４とコイル９４が発生する熱により暖められた空気が、回転子５４の回転に伴う軸流ファン５４ｃの働きによりバレル２４の内部を上昇し、エンドキャップ３４に形成された複数の貫通孔３４ａから強制的に排出されると同時に、支持部材６５に設けられた複数の貫通孔６５ａから外部の空気が流入し、永久磁石８４とコイル９４が冷却される。 At this time, the air heated by the heat generated by the permanent magnets 84 and the coils 94 rises in the barrel 24 by the action of the axial fan 54 c accompanying the rotation of the rotor 54, and a plurality of air formed on the end cap 34. At the same time, the air is forcibly discharged from the through holes 34a, and external air flows from the plurality of through holes 65a provided in the support member 65, whereby the permanent magnet 84 and the coil 94 are cooled.

また、永久磁石８４とコイル９４が発生する熱は、回転子５４及びバレル２４内部の空気を介した熱伝導により、バレル２４の表面からも放熱されるため、冷却効率が高くなる上、バレル２４の表面温度が上がることで、回転翼４０に着氷しにくくなる。 Further, the heat generated by the permanent magnet 84 and the coil 94 is also dissipated from the surface of the barrel 24 by heat conduction through the air inside the rotor 54 and the barrel 24, so that the cooling efficiency is increased and the barrel 24 is increased. As the surface temperature of the rotor increases, it becomes difficult for the rotor blade 40 to be iced.

さらに、回転子５４の側面に放熱フィン５４ｂを設けたことにより、永久磁石８４とコイル９４が発生する熱を、より効率的に放熱することができる。 Furthermore, by providing the radiation fins 54b on the side surfaces of the rotor 54, the heat generated by the permanent magnet 84 and the coil 94 can be radiated more efficiently.

さらにまた、本実施の形態４の回転翼４０では、例えば寒冷地において長時間の停止状態から再起動する場合などに、発電機制御部の制御によりヒータ９５を作動させ、着氷したバレル２４を内部から暖めて表面に付着した氷雪を除去することで、回転翼４０の負荷を低減するとともに、発電効率の低下を防止することができる。 Furthermore, in the rotor blade 40 of the fourth embodiment, for example, when restarting from a stopped state for a long time in a cold region, the heater 95 is operated by the control of the generator control unit, and the barrel 24 that has been icing is removed. By removing the ice and snow adhering to the surface by heating from the inside, it is possible to reduce the load on the rotor blade 40 and to prevent the power generation efficiency from decreasing.

なお、実施の形態３および４では、気流発生手段として軸流ファン５３ｆ、５４ｃを適用した例について説明したが、軸流ファン５３ｆ、５４ｃのかわりに、エンドキャップ３３、３４の内部に、バレル内部の空気を排出する遠心ファンが形成されていてもよい。 In the third and fourth embodiments, the example in which the axial fans 53f and 54c are applied as the airflow generating means has been described. However, instead of the axial fans 53f and 54c, the end caps 33 and 34 are provided inside the barrel. A centrifugal fan that discharges the air may be formed.

また、上記実施の形態１〜４の軸受け７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７３ｄ、７４ａ、７４ｃは、ラジアル玉軸受の代わりに、ラジアルころ軸受などを用いることができる。 Further, for the bearings 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 73d, 74a, 74c of the first to fourth embodiments, radial roller bearings or the like can be used instead of radial ball bearings.

さらにまた、軸受け７１ｃ、７２ｃ、７３ｃ、７４ｂは、スラスト玉軸受の代わりに、スラストころ軸受やスラスト磁気軸受などを用いることができる。 Furthermore, as the bearings 71c, 72c, 73c, and 74b, thrust roller bearings, thrust magnetic bearings, or the like can be used instead of thrust ball bearings.

さらにまた、ラジアル軸受け７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７３ｄ、７４ａ、７４ｃのみで回転翼の軸方向荷重を支えられる場合は、スラスト軸受け７１ｃ、７２ｃ、７３ｃ、７４ｂは省略してもよい。 Furthermore, when the radial bearings 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b, 73d, 74a, and 74c can support the axial load of the rotor blades, the thrust bearings 71c, 72c, 73c, and 74b may be omitted. Good.

図８（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１および２におけるエンドキャップ３１および３２の変形例を示す斜視構成図である。 FIGS. 8A to 8C are perspective configuration diagrams showing modifications of the end caps 31 and 32 in the first and second embodiments.

上記実施の形態１および２のエンドキャップ３１および３２の上面は、図８（ａ）に示すように上方向に凸の曲面形状に形成してもよい。また、図８（ｂ）に示すように略円錐形状に形成してもよい。 The upper surfaces of the end caps 31 and 32 of the first and second embodiments may be formed in a curved shape that is convex upward as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG.8 (b), you may form in a substantially cone shape.

これらのようにエンドキャップ３１および３２の上面を形成することによって、エンドキャップ３１および３２の上面に着氷しにくくできる。 By forming the upper surfaces of the end caps 31 and 32 as described above, it is difficult to cause icing on the upper surfaces of the end caps 31 and 32.

また、エンドキャップ３１および３２の側面は、図８（ｃ）に示すように上側の直径がバレルの直径よりも大きくなるように傾斜させてもよい。 Further, the side surfaces of the end caps 31 and 32 may be inclined so that the upper diameter is larger than the diameter of the barrel as shown in FIG.

このようにエンドキャップ３１および３２の側面を形成することによって、水滴や雨滴がバレル２１および２２内部へ侵入しにくくできる。 By forming the side surfaces of the end caps 31 and 32 in this manner, it is possible to make it difficult for water droplets and raindrops to enter the barrels 21 and 22.

図８（ｄ）は、実施の形態１〜４におけるエンドキャップ３１、３２、３３、３４の貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａの配置例を示す水平断面図である。 FIG. 8D is a horizontal sectional view showing an arrangement example of the through holes 31a, 32a, 33a, 34a of the end caps 31, 32, 33, 34 in the first to fourth embodiments.

各実施の形態１〜４において、エンドキャップ３１、３２、３３、３４の貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、図８（ｄ）に示すようにエンドキャップ３１、３２、３３、３４の中心からの放射方向に対して角度をつけて形成されていることが好ましい。なお、図８（ｄ）中のＲは、バレル２１、２２、２３、２４の回転方向を示している。 In each of the first to fourth embodiments, the through holes 31a, 32a, 33a, 34a of the end caps 31, 32, 33, 34 are arranged at the center of the end caps 31, 32, 33, 34 as shown in FIG. It is preferable that it is formed at an angle with respect to the radiation direction from. In addition, R in FIG.8 (d) has shown the rotation direction of the barrel 21,22,23,24.

このように形成することで、バレルの回転によりエンドキャップの貫通孔から外部の空気が逆流することを防止できる。 By forming in this way, it is possible to prevent the outside air from flowing backward from the through hole of the end cap due to the rotation of the barrel.

図９（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態１〜４における回転翼１０、２０、３０、４０のバレル２１、２２、２３、２４の変形例を示す斜視構成図である。また、図９（ｆ）は、実施の形態１〜４における回転翼１０、２０、３０、４０の一例の断面構成図である。 FIGS. 9A to 9E are perspective configuration diagrams illustrating modifications of the barrels 21, 22, 23, and 24 of the rotor blades 10, 20, 30, and 40 according to the first to fourth embodiments. FIG. 9F is a cross-sectional configuration diagram of an example of the rotor blades 10, 20, 30, and 40 in the first to fourth embodiments.

上記実施の形態１〜４のバレル２１、２２、２３、２４の表面に、図９（ａ）に示すようにディンプル状の凹み２００を形成してもよい。また、図９（ｂ）に示すように突起物２０１を形成してもよい。また、図９（ｃ）に示すように、中心軸に対して平行なリブ２０２が形成されていてもよい。また、図９（ｄ）に示すように、中心軸に対して垂直なリブ２０３が形成されていてもよい。また、図９（ｅ）に示すように、螺旋状のリブ２０４が形成されていてもよい。 A dimple-like recess 200 may be formed on the surface of the barrels 21, 22, 23, and 24 of the first to fourth embodiments as shown in FIG. Moreover, you may form the protrusion 201 as shown in FIG.9 (b). Moreover, as shown in FIG.9 (c), the rib 202 parallel to a central axis may be formed. Further, as shown in FIG. 9D, a rib 203 perpendicular to the central axis may be formed. Moreover, as shown in FIG.9 (e), the helical rib 204 may be formed.

図９（ｃ）〜図９（ｅ）で形成する各リブは、どのような方法で形成してもよい。例えば、円筒形状に加工したバレルの表面にリブに相当する部材を追加してもよいし、円筒形状に加工したバレルの表面を切削してリブを形成させるようにしてもよい。 Each rib formed in FIG. 9C to FIG. 9E may be formed by any method. For example, a member corresponding to a rib may be added to the surface of the barrel processed into a cylindrical shape, or a rib may be formed by cutting the surface of the barrel processed into a cylindrical shape.

また、バレルの表面にリブを形成する代わりに、バレルの表面に溝を形成するようにしてもよい。 Further, instead of forming ribs on the surface of the barrel, grooves may be formed on the surface of the barrel.

これらのようにバレル２１、２２、２３、２４の表面を形成することによって、気流の流れが良くなり、少しの自転によって大きいマグナス力の効果を得ることができ、バレル２１、２２、２３、２４の回転騒音を小さくする効果も得られる。 By forming the surfaces of the barrels 21, 22, 23, and 24 as described above, the flow of the airflow is improved, and a large Magnus force effect can be obtained by a little rotation, and the barrels 21, 22, 23, and 24 are obtained. The effect of reducing the rotational noise is also obtained.

さらに、上記実施の形態１〜４のバレル２１、２２、２３、２４の内面に、図９（ｆ）に示すように、中心軸に対して平行なリブ２０５が形成されていてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 9F, ribs 205 parallel to the central axis may be formed on the inner surfaces of the barrels 21, 22, 23, and 24 of the first to fourth embodiments.

バレルの内面に形成するリブ２０５は、どのような方法で形成してもよい。例えば、押し出し加工により形成してもよいし、引き抜き加工により形成してもよい。 The rib 205 formed on the inner surface of the barrel may be formed by any method. For example, it may be formed by extrusion or may be formed by drawing.

このようにバレル２１、２２、２３、２４の内面を形成することによって、バレルの内面の表面積を大きくし、バレル内部の熱をより効果的にバレルに伝えることができる。 By forming the inner surfaces of the barrels 21, 22, 23, and 24 in this way, the surface area of the inner surface of the barrel can be increased, and heat inside the barrel can be more effectively transmitted to the barrel.

以上のように、本発明によれば、コイルおよび永久磁石などの回転翼の駆動機構を、回転翼のバレル内部に配置する構成としたことにより、回転翼の駆動機構のカバー部材が不要となり、発電機の回転部の軽量化および小型化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, since the drive mechanism of the rotor blades such as the coil and the permanent magnet is arranged inside the barrel of the rotor blade, the cover member of the rotor blade drive mechanism becomes unnecessary, The rotating part of the generator can be reduced in weight and size.

また、本発明によれば、コイルおよび永久磁石などが発生する熱を回転翼の表面から放熱することで、コイルおよび永久磁石などを効率的に冷却し、長寿命化できるので、マグナス式風力発電機のメンテナンスコストを低減できる。 Further, according to the present invention, the heat generated by the coil and the permanent magnet is radiated from the surface of the rotor blade, so that the coil and the permanent magnet can be efficiently cooled and the life can be extended. Machine maintenance costs can be reduced.

また、コイルおよび永久磁石、あるいはヒータが発生する熱を回転翼の表面に伝導させることにより、回転翼の表面温度を高くし、着氷や凍結を防止することができる。 Further, the heat generated by the coil and the permanent magnet or the heater is conducted to the surface of the rotor blade, thereby increasing the surface temperature of the rotor blade and preventing icing and freezing.

本発明の回転翼は、発電機の回転部を軽量化および小型化できる効果と、駆動機構の発熱による発電効率の低下を防止する効果と、駆動機構の長寿命化によりメンテナンスコストを低減する効果と、着氷防止により寒冷地における発電効率の低下を防止する効果を発揮し、マグナス式風力発電機の回転翼として有用である。 The rotor blade according to the present invention has the effect of reducing the weight and size of the rotating part of the generator, the effect of preventing the decrease in power generation efficiency due to the heat generated by the drive mechanism, and the effect of reducing the maintenance cost by extending the life of the drive mechanism. It is effective as a rotor blade of a Magnus type wind power generator because it exhibits the effect of preventing a decrease in power generation efficiency in cold regions by preventing icing.

１０、２０、３０、４０回転翼
１１、１２、１３、１４支持軸
１１ａ突出部
１２ａ放熱部材
１２ｂ放熱フィン
１５、１６台座
１７発電機回転軸
２１、２２、２３、２４バレル
２２ａ、２２ｂバレル部分
２２ｃ連結部材
３１、３２、３３、３４エンドキャップ
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ第２の貫通孔
３３ｂ第２の支持軸
３４ｂ第１の貫通孔
４１、４２、４３カバー部材
４１ａ貫通孔
５１、５２、５３、５４回転子
５１ａ、５２ａ、５３ａ回転子回転軸
５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ貫通孔
５２ｃ、５３ｃ、５４ｂ放熱フィン
５１ｃ、５２ｄ、５３ｄ、５４ａバックヨーク
５２ｅ、５３ｅ溝
５３ｆ、５４ｃ軸流ファン
６１、６２、６３、６４、６５、６６支持部材
６３ａ、６５ａ貫通孔
７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ、７３ｄ、７４ａ、７４ｃラジアル玉軸受け
７１ｃ、７２ｃ、７３ｃ、７４ｂスラスト玉軸受け
８１、８２、８３、８４永久磁石
９１、９２、９３、９４コイル
９５ヒータ
９６ティース
９７気流
２００凹み
２０１突起物
２０２、２０３、２０４、２０５リブ 10, 20, 30, 40 Rotor blades 11, 12, 13, 14 Support shaft 11a Protruding portion 12a Heat radiating member 12b Heat radiating fins 15, 16 Base 17 Generator rotating shaft 21, 22, 23, 24 Barrel 22a, 22b Barrel portion 22c Connecting member 31, 32, 33, 34 End cap 31a, 32a, 33a, 34a Second through hole 33b Second support shaft 34b First through hole 41, 42, 43 Cover member 41a Through hole 51, 52, 53 , 54 Rotor 51a, 52a, 53a Rotor rotating shaft 51b, 52b, 53b Through hole 52c, 53c, 54b Radiation fin 51c, 52d, 53d, 54a Back yoke 52e, 53e Groove 53f, 54c Axial fan 61, 62, 63, 64, 65, 66 Support member 63a, 65a Through hole 71a, 71b, 72 , 72b, 73a, 73b, 73d, 74a, 74c Radial ball bearings 71c, 72c, 73c, 74b Thrust ball bearings 81, 82, 83, 84 Permanent magnets 91, 92, 93, 94 Coil 95 Heater 96 Teeth 97 Airflow 200 Recess 201 Projection 202, 203, 204, 205 Rib

Claims

A first support shaft fixed to the rotatable support member;
A coil fixed to the first support shaft;
Barrel,
A rotor fixed to the barrel;
A plurality of permanent magnets fixed to the rotor,
The rotor is supported by the first support shaft, the central axis of the rotary shaft and the first support shaft rotatable support member, Ru parallel der each other, rotating blades.

  The barrel has a substantially cylindrical shape,
  The rotor is provided on one side in the longitudinal direction of the barrel,
  An end cap is provided on the other side in the longitudinal direction of the barrel,
  The rotor blade according to claim 1, wherein a second through hole is provided in the end cap.

Of the rotor, it is provided a labyrinth structure on the inside or the rotatable support member, rotating blade according to claim 1 or 2.

A heat dissipating member that dissipates heat generated by the plurality of coils, connected to the first support shaft;
The heat dissipation member extends through the rotatable support member, and the barrel protrudes to the opposite side, rotating blade according to any one of claims 1 to 3.

The rotation according to claim 2 , wherein the end cap has a second support shaft that is supported by a support member different from the rotatable support member and has a center axis that coincides with the first support shaft. Wings.

The end cap has a first through hole and a second bearing that are different from the second through hole at its center, and is rotatably supported by the first support shaft via the second bearing. And
The rotary blade according to claim 2 or 5, wherein the first support shaft protrudes from the end cap through the first through hole.

The rotor blade according to claim 2, 5 or 6 , further comprising an airflow generating means for generating an airflow in a space surrounded by the rotor and the end cap.

The rotary blade according to any one of claims 1 to 7 , further comprising heating means attached to the first support shaft for heating the barrel.

The rotor blade according to any one of claims 1 to 8 , wherein a rib parallel to a central axis of the barrel is formed on an inner surface of the barrel.

10. The barrel according to claim 1, wherein the barrel includes a plurality of barrel portions that can be divided in a central axis direction or a circumferential direction, and a connecting portion that connects the adjacent barrel portions . Rotor wing .

The rotary blade according to any one of claims 1 to 10, wherein a dimple-like recess or protrusion is formed on an outer surface of the barrel.

The rotor blade according to any one of claims 1 to 11 , wherein a rib that is parallel, perpendicular, or spiral to the central axis of the barrel is formed on an outer surface of the barrel.

The plurality of coils are divided in the first support axis direction;
The rotor blade according to any one of claims 1 to 12 , wherein the divided coils are arranged to be shifted with respect to a rotation direction of the rotor.