JP6949299B2 - Vertical wind power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、風のエネルギーをブレードの回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーを電気エネルギーに変換する風力発電システムに関するものであり、特に垂直型風力発電システムにおけるアームおよびブレードの信頼性およびブレードの回転エネルギーの大幅な向上に関するものである。 The present invention relates to a wind power generation system that converts wind energy into blade rotational energy and that rotational energy into electrical energy, especially arm and blade reliability and blade rotation in a vertical wind power generation system. It is about a significant improvement in energy.

近年、有害排出ガス削減による自然環境保護、自然エネルギー活用の観点から、世界各国で自然風のエネルギーを利用した風力発電システムの開発が進められ、多数のシステムが設置され、稼働している。
風力発電システムには水平型と垂直型があり、水平型はブレードの回転数が高く風切音が発生したり、発電可能な風向が限られるため、常に風の方向に追従する機構が必要になるなどの課題を有している。一方垂直型は、比較的回転数が低く騒音の心配が低く、かつ風の方向を考慮する必要はないが、比較的回転エネルギーへの変換効率が低いことが知られている。
垂直型風力発電システムにおいて、風のエネルギーから電力エネルギーへの回転エネルギー変換効率を上げるには、比較的出現率が高い平均風速における回転エネルギー変換効率を高くするとともに、微風から強風までの環境条件全域において可能な限り常時発電することが必要となる。ここで、回転エネルギー変換効率は、ブレード受風面積を単位時間あたりに通過する風の運動エネルギーをブレードの回転エネルギーに変換する変換効率(%)のことで回転エネルギー変換効率としてCpと定義する。また、この回転エネルギー(W)を回転数ω(rad/s)で除した値が円筒形回転体となる垂直型ブレード全体の接線方向の回転力で回転トルク(N−m)となる。上記の風のエネルギーは1/2ρAVで表され、Aは垂直型ブレードの受風面積(m)、Vは風速(m/s)、ρは空気密度(Kg/m)で表すことができる。
微風から発電するには、微風時からスムーズに風の運動エネルギーをブレードの回転エネルギーに変換できる自己起動性が必要となり、強風時で可能な限り発電するには、過度な回転エネルギーに対しても機械的かつ電気的に損傷しないような垂直型風力発電システムを構築する必要がある。
そこで、起動特性を改善するとともに発電効率を改善する構成として、翼型の一部を切り欠いて抗力を増加させる構成や、カムやリンク機構を用いブレードを自転させる構成を有した垂直型風力発電システムが提案されている(特許文献1、特許文献2)。
具体的には、特許文献1では、図17および特許文献1の[0022]に示すように、後縁部に切欠部22が形成されているのでブレード20が後方から風を受けて回転すると、切欠部22によってブレード20に大きな空気抵抗が生じ、半円筒型片寄カップ型の風車効果によってブレード20に回転モーメントが発生して、風車の起動トルクが発生する構成としている。
また、特許文献2では図18に示すように、カムやリンク機構を用いブレード3の角度を変化させることで揚力の大きさを変え、低速時の揚力を増加させたり、強風時に発生する揚力を低減させた構成としている。
In recent years, from the viewpoint of protecting the natural environment by reducing harmful emissions and utilizing natural energy, the development of wind power generation systems using natural wind energy has been promoted in various countries around the world, and many systems have been installed and are in operation.
There are two types of wind power generation systems, horizontal type and vertical type.The horizontal type has a high blade rotation speed and generates wind noise, and the wind direction that can generate power is limited, so a mechanism that always follows the direction of the wind is required. It has problems such as becoming. On the other hand, the vertical type has a relatively low rotation speed and is less concerned about noise, and although it is not necessary to consider the direction of the wind, it is known that the conversion efficiency to rotational energy is relatively low.
In a vertical wind power generation system, in order to increase the rotational energy conversion efficiency from wind energy to electric power energy, the rotational energy conversion efficiency at the average wind speed, which has a relatively high appearance rate, should be increased, and the entire environmental conditions from breeze to strong wind should be increased. It is necessary to generate electricity at all times as much as possible. Here, the rotational energy conversion efficiency is defined as Cp as the rotational energy conversion efficiency, which is the conversion efficiency (%) for converting the kinetic energy of the wind passing through the blade wind receiving area per unit time into the rotational energy of the blade. Further, the value obtained by dividing this rotational energy (W) by the rotational speed ω (rad / s) is the rotational torque (Nm) due to the rotational force in the tangential direction of the entire vertical blade that becomes the cylindrical rotating body. The above wind energy is represented by 1 / 2ρAV 3 , where A is the wind receiving area (m 2 ) of the vertical blade, V is the wind speed (m / s), and ρ is the air density (Kg / m 3 ). Can be done.
In order to generate electricity from a breeze, it is necessary to have self-startability that can smoothly convert the kinetic energy of the wind into the rotational energy of the blade from the time of a breeze. It is necessary to build a vertical wind power generation system that is not mechanically and electrically damaged.
Therefore, as a configuration for improving the starting characteristics and power generation efficiency, a vertical wind power generation having a configuration in which a part of the airfoil is cut out to increase the drag force and a configuration in which the blade is rotated by using a cam or a link mechanism. A system has been proposed (Patent Document 1, Patent Document 2).
Specifically, in Patent Document 1, as shown in FIG. 17 and [0022] of Patent Document 1, since the notch portion 22 is formed at the trailing edge portion, when the blade 20 receives wind from the rear and rotates, A large air resistance is generated in the blade 20 by the cutout portion 22, and a rotational moment is generated in the blade 20 due to the semi-cylindrical offset cup type wind turbine effect, so that the starting torque of the wind turbine is generated.
Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 18, the magnitude of lift is changed by changing the angle of the blade 3 by using a cam or a link mechanism to increase the lift at low speed or to increase the lift generated at strong wind. It has a reduced configuration.

特許第4514502号公報Japanese Patent No. 4514502 特開2006−152922号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-152922

上述した従来の垂直型風力発電システムは、ブレードの形状や迎角の変化による発電量の増加の検討はなされているが、ブレードを支持するアームの強度および空気抵抗(回転抵抗)に関する検討はなされていない。
ブレードの回転トルクは回転数が低い状態では比較的小さく、回転数が上がるに従い、急激に増加する。従って、回転数が低い状態において、アームの空気抵抗が大きいと、ブレードが回転しない、または回転しても回転数が上がらないなどの問題が発生する。
また、アームの空気抵抗は回転数の2乗に比例すると考えられており、回転数が増すにつれて、その空気抵抗は増大する。したがって、発電効率を上げるには、回転数が大きい状態においてもブレードの回転トルクに対して空気抵抗を小さくする必要がある。
空気抵抗を小さくするには、その表面形状にも関係するが断面積や表面積(投影面積)を小さくすることが必須となる。しかしながら、表面積を小さくすることにより、機械的強度が大幅に低下するため、ブレードの質量による荷重を支えることができない、また、ブレードの遠心力による荷重に耐えることができない。
このように、先行文献に開示されている垂直型風力発電システムでは、ブレードの荷重を支えるためのアームの表面積が大きいとともに、ブレードの遠心力による荷重を支えるためにアームの表面積を大きくしている。さらには、ブレードの遠心力による荷重に対して、アームの強度に限界があるため、ブレードの回転数を上げることができず発電効率を上げることができない状況となっている。
また、ブレードの表面積が大きいために、空気抵抗が大きく、微風時におけるブレードの回転起動ができない、強風時において発電効率が悪いなどの課題を有している。
また、風速、風向およびブレードの回転数(周速比)に応じた効率的な発電効率の改善には至っていないため、実際の風況下における発電効率の向上にはほとんど貢献していない状況となっている。
In the above-mentioned conventional vertical wind power generation system, an increase in power generation amount due to a change in the shape and angle of attack of the blade has been examined, but the strength and air resistance (rotational resistance) of the arm supporting the blade have been examined. Not.
The rotation torque of the blade is relatively small when the rotation speed is low, and increases sharply as the rotation speed increases. Therefore, if the air resistance of the arm is large in a state where the rotation speed is low, problems such as the blade not rotating or the rotation speed not increasing even if the blade is rotated occur.
Further, the air resistance of the arm is considered to be proportional to the square of the rotation speed, and the air resistance increases as the rotation speed increases. Therefore, in order to increase the power generation efficiency, it is necessary to reduce the air resistance with respect to the rotation torque of the blade even when the rotation speed is high.
In order to reduce the air resistance, it is essential to reduce the cross-sectional area and surface area (projected area), although it is related to the surface shape. However, by reducing the surface area, the mechanical strength is significantly reduced, so that the load due to the mass of the blade cannot be supported and the load due to the centrifugal force of the blade cannot be withstood.
As described above, in the vertical wind power generation system disclosed in the prior art, the surface area of the arm for supporting the load of the blade is large, and the surface area of the arm is increased to support the load due to the centrifugal force of the blade. .. Further, since the strength of the arm is limited with respect to the load due to the centrifugal force of the blade, the rotation speed of the blade cannot be increased and the power generation efficiency cannot be increased.
Further, since the surface area of the blade is large, there are problems that the air resistance is large, the blade cannot be started to rotate in a breeze, and the power generation efficiency is poor in a strong wind.
In addition, since the efficient power generation efficiency has not been improved according to the wind speed, wind direction, and blade rotation speed (peripheral speed ratio), it has hardly contributed to the improvement of power generation efficiency under actual wind conditions. It has become.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ブレードの荷重、およびブレードおよびアームの遠心力に対して、アームの強度を確保することができ、低速回転からブレードを回転させて発電できるとともに、発電効率が高く、ブレードの高速回転が可能となり、発電効率と信頼性に優れた風力発電システムを提供するものである。
尚、ブレードのパワーP(出力 W)は、回転トルクQ(N−m)と回転角速度ω(rad/sec)の積でありP=Qωという関係がある。
The present invention has been made in view of such a situation, and the strength of the arm can be ensured against the load of the blade and the centrifugal force of the blade and the arm, and the blade is rotated from a low speed rotation. It provides a wind power generation system that can generate power, has high power generation efficiency, enables high-speed rotation of blades, and has excellent power generation efficiency and reliability.
The power P (output W) of the blade is the product of the rotational torque Q (Nm) and the rotational angular velocity ω (rad / sec), and has a relationship of P = Qω.

本発明に係る垂直型風力発電システムは、上記した課題を解決するために、複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を又持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減する構成としている。 In the vertical wind power generation system according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a vertical blade composed of a plurality of straight blades and an arm for holding the vertical blade or the straight blade by a blade holding portion are provided. A shaft unit that is fixed to the arm and also has rotation of the arm, a generator that interlocks with the shaft unit and converts the rotational energy of the vertical blade into electrical energy, the vertical blade, the arm, and the arm. By connecting a pole that holds the shaft unit, a shaft unit fixing portion that is composed of bearings and the like to rotate and fix the shaft unit to the pole, and the arm and the shaft unit, a part of each of the arms is connected. It has an arm wire that supports the load and a blade wire that connects between the blade holding portions, and the load acting on the arm, the centrifugal force due to the rotation of the vertical blade, and the centrifugal force acting on the blade. Is configured to be significantly reduced.

本発明に係る垂直型風力発電システムは、以上に説明したように構成され、垂直型ブレードを保持するアームの強度を確保するために、アームワイヤでアームにかかる荷重の一部をシャフトユニットで保持することにより、アームの耐荷重を大幅に改善することが可能となる。このことにより、アームの投影面積を小さくすることができ、回転時の空気抵抗を大幅に低減することができる。
また、それぞれのアームおよびそれぞれの直線翼の一部をワイヤーで結合することにより、アームおよびブレードにおいて、遠心力により発生する荷重を大幅に低減することが可能となり、垂直型ブレードの回転時のアームへの負荷およびブレードへの負荷を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの強度を確保することが容易となる。さらに、定められた許容応力に設計する場合、アームの回転方向における投影面積を小さくすることができ、アームの回転時の空気抵抗を大幅に低減することができるとともに、ブレードの軽量化が可能となる。この際、ブレードの軽量化は、アームのさらなる軽量化および投影面積の削減につながることとなる。
このように、本構成により、垂直型風力発電システムの発電量、発電効率の大幅な改善と信頼性の向上を実現することができるという効果を奏する。
The vertical wind power generation system according to the present invention is configured as described above, and in order to secure the strength of the arm that holds the vertical blade, a part of the load applied to the arm by the arm wire is held by the shaft unit. By doing so, it is possible to significantly improve the load capacity of the arm. As a result, the projected area of the arm can be reduced, and the air resistance during rotation can be significantly reduced.
In addition, by connecting each arm and a part of each straight blade with a wire, it is possible to significantly reduce the load generated by centrifugal force in the arm and blade, and the arm when the vertical blade rotates. It becomes possible to significantly reduce the load on the blade and the load on the blade, and it becomes easy to secure the strength of the arm and the blade. Furthermore, when designing to a specified allowable stress, the projected area in the rotation direction of the arm can be reduced, the air resistance during rotation of the arm can be significantly reduced, and the weight of the blade can be reduced. Become. At this time, the weight reduction of the blade leads to further weight reduction of the arm and reduction of the projected area.
In this way, this configuration has the effect of being able to significantly improve the power generation amount and power generation efficiency of the vertical wind power generation system and improve the reliability.

実施形態1に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した斜視図である。It is a perspective view which showed an example of the structure of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した上面図の模式図である。It is a schematic diagram of the top view which showed an example of the structure of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムの断面構成を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the cross-sectional structure of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのアームワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the coupling method of the arm wire part of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the coupling method of the blade wire part of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the coupling method of the blade wire part of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the coupling method of the blade wire part of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the coupling method of the blade wire part of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る垂直型風力発電システムのアームユニットの構成例を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the structural example of the arm unit of the vertical wind power generation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 従来技術を示すものであり、垂直型風力発電システムのブレードの構成の一例を示した模式図である。It shows the prior art and is the schematic diagram which showed an example of the structure of the blade of the vertical wind power generation system. 従来技術を示すものであり、垂直型風力発電システムのリンク方式による相対角度変化の構成の一例を示した模式図である。It shows the prior art, and is the schematic diagram which showed an example of the structure of the relative angle change by the link system of the vertical wind power generation system.

(本発明の一形態を得るに至った経緯)
本発明者は「背景技術」にて記載した従来の垂直型風力発電システムに関して鋭意研究したところ、従来の垂直型風力発電システムでは、比較的ブレード直径およびブレードの長さが長くなる大型の構成を考えた場合、ブレードの質量が大きくなりアームの応力が増大する。この際、アームの許容応力を満足しようとするとアームの断面積(回転方向の投影面積)が増大し、アームの空気抵抗が増加し、発電量および発電効率が大幅に低下することとなる。
一方、垂直型風力発電システムの発電量を上げるには、風速毎に設定したパワーカーブに応じた発電機の回転数に上げることになる。したがって、発電量を上げるには風速が早くなるにつれブレードの回転数を上げることとなるが、その際に発生する遠心力により、ブレードおよびアームが半径方向に荷重を受け、ブレードおよびアームは大きく変形することとなる。この際の荷重に耐える応力が必要となるため遠心力に耐えるためには、ブレードおよびアームともに強度を十分に確保する必要があるが、そのためにはブレードおよびアームの断面積および質量が増えすぎ、アームの空気抵抗を低減することが難しく、発電効率および発電量を上げることができないという大きな課題に直面した。
そこで、本発明者はこの問題点に関し、検討を重ねた結果、以下の知見を得た。すなわちアームの質量を、ワイヤーを用いてシャフトユニットでささえ、シャフトユニットの軸方向の荷重に変換することで、アームの応力を低減し、アームの断面積(回転方向の投影面積)を小さくできるのではないか。またこの際、各アームのからのワイヤーをシャフトユニットの略同じ場所に集めることで、それぞれの荷重がバランスし、シャフトユニットに曲げモーメントが発生しない構成とすることができるということを見出した。
また、遠心力の影響を受けるそれぞれのアームの先端およびブレードの端部を、ワイヤーで直接連結することで遠心力により発生する張力を釣り合わせ、キャンセルすることができ、アームおよびブレードにかかる応力を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの大幅な軽量化および高信頼性化とともにアームの回転方向の空気抵抗を大幅に低減することができ、高効率、大型かつ高出力の垂直型風力発電システムを実現する構成を見出し本発明に至った。そして、本発明では以下に示す態様を提供する。
(History of obtaining one form of the present invention)
As a result of diligent research on the conventional vertical wind power generation system described in "Background Technology", the present inventor has found that the conventional vertical wind power generation system has a large configuration in which the blade diameter and the blade length are relatively long. When considered, the mass of the blade increases and the stress of the arm increases. At this time, if the allowable stress of the arm is to be satisfied, the cross-sectional area of the arm (projected area in the rotation direction) increases, the air resistance of the arm increases, and the amount of power generation and the power generation efficiency are significantly reduced.
On the other hand, in order to increase the amount of power generated by the vertical wind power generation system, the number of rotations of the generator according to the power curve set for each wind speed must be increased. Therefore, in order to increase the amount of power generation, the rotation speed of the blade is increased as the wind speed increases, but the centrifugal force generated at that time causes the blade and arm to receive a load in the radial direction, and the blade and arm are greatly deformed. Will be done. Since stress to withstand the load is required at this time, it is necessary to secure sufficient strength for both the blade and the arm in order to withstand the centrifugal force, but for that purpose, the cross-sectional area and mass of the blade and the arm increase too much. We faced a major problem that it was difficult to reduce the air resistance of the arm and it was not possible to increase the power generation efficiency and the amount of power generation.
Therefore, the present inventor has obtained the following findings as a result of repeated studies on this problem. That is, by converting the mass of the arm into a load in the axial direction of the shaft unit supported by the shaft unit using a wire, the stress of the arm can be reduced and the cross-sectional area of the arm (projected area in the rotational direction) can be reduced. Isn't it? At this time, it was found that by collecting the wires from each arm at substantially the same place in the shaft unit, the respective loads can be balanced and the shaft unit can be configured so that no bending moment is generated.
In addition, by directly connecting the tip of each arm affected by centrifugal force and the end of the blade with a wire, the tension generated by the centrifugal force can be balanced and canceled, and the stress applied to the arm and blade can be reduced. It is possible to significantly reduce the air resistance in the rotation direction of the arm as well as to significantly reduce the weight and reliability of the arm and blade, and high efficiency, large size and high output vertical wind power. We have found a configuration that realizes a power generation system and have arrived at the present invention. Then, the present invention provides the following aspects.

本発明の第1の態様に係る垂直型風力発電システムは、複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を支持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減する構成としている。 The vertical wind power generation system according to the first aspect of the present invention includes a vertical blade composed of a plurality of straight blades, an arm for holding the vertical blade or the straight blade by a blade holding portion, and the arm. It holds a shaft unit that is fixed and supports the rotation of the arm, a generator that interlocks with the shaft unit and converts the rotational energy of the vertical blade into electrical energy, and the vertical blade, the arm, and the shaft unit. An arm that supports a part of the load of each arm by connecting a shaft unit fixing portion composed of a pole, a bearing, etc. and rotating and fixing the shaft unit to the pole, and the arm and the shaft unit. It has a wire and a blade wire connecting between the blade holding portions, and significantly reduces the load acting on the arm, the centrifugal force due to the rotation of the vertical blade, and the centrifugal force acting on the blade. It has a structure.

上記した構成によると、垂直型ブレードを保持するアームの強度を確保するために、アームワイヤでアームにかかる荷重の一部をシャフトユニットで保持することにより、アームの耐荷重を大幅に改善することが可能となる。このことにより、アームの投影面積を小さくすることができ、回転時の空気抵抗を大幅に低減することができる。
また、それぞれのアームおよびそれぞれの直線翼の一部をワイヤーで結合することにより、アームおよびブレードが遠心力により発生する荷重を大幅に低減することが可能となり、垂直型ブレードの回転時のアームへの負荷およびブレードへの負荷を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの強度を確保することが容易となるとともに、定められた許容応力に設計する場合、アームの回転方向における投影面積を小さくすることができ、アームの回転時の空気抵抗を大幅に低減することができるとともに、ブレードの軽量化が可能となる。この際、ブレードの軽量化は、アームのさらなる軽量化および投影面積の削減につながることになるという効果を有するとともに、垂直型風力発電システムの発電量、発電効率の大幅な改善と信頼性の向上を実現することができるという効果を奏する。
According to the above configuration, in order to secure the strength of the arm that holds the vertical blade, the load capacity of the arm is greatly improved by holding a part of the load applied to the arm by the arm wire with the shaft unit. Is possible. As a result, the projected area of the arm can be reduced, and the air resistance during rotation can be significantly reduced.
In addition, by connecting each arm and a part of each straight blade with a wire, it is possible to significantly reduce the load generated by the centrifugal force of the arm and blade, and to the arm when the vertical blade rotates. It is possible to significantly reduce the load and the load on the blade, it is easy to secure the strength of the arm and the blade, and when designing to the specified allowable stress, the projected area in the rotation direction of the arm can be increased. It can be made smaller, the air resistance during rotation of the arm can be significantly reduced, and the weight of the blade can be reduced. At this time, the weight reduction of the blade has the effect of further reducing the weight of the arm and the projected area, and at the same time, greatly improves the power generation amount and power generation efficiency of the vertical wind power generation system and improves the reliability. It has the effect of being able to realize.

また、本発明の第2の態様に係る垂直型風力発電システムは、第1の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、複数の前記ブレードワイヤーを略回転中心部で連結するワイヤー結合部とを有した構成としている。
上記した構成により、前記アームおよび前記ブレードに発生する遠心力による半径方向の荷重を互いに釣り合わせることが可能となり、前記アームおよびブレードにかかる遠心力により荷重を大幅に低減することができるとともに、前記ブレードの回転面内での前記ブレードワイヤ−の張力のバランスが可能となる。
In addition, the vertical wind power generation system according to the second aspect of the present invention has a wire coupling portion that connects a plurality of the blade wires at a substantially rotation center in the configuration of the vertical wind power generation system according to the first aspect. It is configured to have.
With the above configuration, it is possible to balance the radial load due to the centrifugal force generated on the arm and the blade with each other, and the load can be significantly reduced by the centrifugal force applied to the arm and the blade, and the load can be significantly reduced. It is possible to balance the tension of the blade wire in the rotating surface of the blade.

また、本発明の第3の態様に係る垂直型風力発電システムは、第1または第2の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、前記ワイヤー結合部は、円環または多角形状のリングから構成されている。
この構成により、回転中心付近にポール、発電機、ハウジングなどの部品が配置される場合でも、前記ブレードワイヤーを結合させ、遠心力をバランスさせることが可能となり、前記アームおよびブレードの一層の軽量化と前記アームの回転方向での空気抵抗の低減を実現できるとともに、発電量および発電効率の大幅な向上を実現できる。さらには、一層大型の垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。
Further, in the vertical wind power generation system according to the third aspect of the present invention, in the configuration of the vertical wind power generation system according to the first or second aspect, the wire connecting portion is formed from a ring or a polygonal ring. It is configured.
With this configuration, even when parts such as a pole, a generator, and a housing are arranged near the center of rotation, the blade wires can be connected to balance the centrifugal force, and the weight of the arm and the blade can be further reduced. The air resistance in the rotation direction of the arm can be reduced, and the amount of power generation and the power generation efficiency can be significantly improved. Furthermore, it becomes possible to realize a larger vertical wind power generation system.

また、本発明の第4の態様に係る垂直型風力発電システムは、第1〜第3の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、前記アームワイヤーは、所定の角度を有して前記シャフトユニットに固定される構成としている。
この構成により、前記アームにかかる荷重のうち、前記シャフトユニットで支える割合を一層増やすことができ、前記アームユニットの一層の軽量化および回転方向での投影面積の低減が可能となり、一層発電効率および発電量を増加させることが可能となるとともに、信頼性に優れた直型風力発電システムを実現することが可能となる。
Further, in the vertical wind power generation system according to the fourth aspect of the present invention, in the configuration of the vertical wind power generation system according to the first to third aspects, the arm wire has a predetermined angle and the shaft. It is configured to be fixed to the unit.
With this configuration, the ratio of the load applied to the arm to be supported by the shaft unit can be further increased, the weight of the arm unit can be further reduced, and the projected area in the rotation direction can be reduced. It is possible to increase the amount of power generation and to realize a highly reliable direct wind power generation system.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は対応する構成部材には同一の参照符号を付して、その説明については省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding components will be designated by the same reference numerals throughout all the drawings, and the description thereof will be omitted.

(実施形態1)
図1〜図8を参照して実施の形態1に係る垂直型風力発電システムについて説明する。図1〜図8は、実施の形態1に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した模式図である。図1では、実施の形態1に係る垂直型風力発電システムの斜視図を模式的に示している。図2では、実施の形態1に係る風力発電システムを上から見たときの構成を模式的に示している。図3は実施の形態1に係る風力発電システムの部分的な断面図を模式的に示している。図4〜図8は、図1の部分的な拡大図を示している。
(Embodiment 1)
The vertical wind power generation system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8. 1 to 8 are schematic views showing an example of the configuration of the vertical wind power generation system according to the first embodiment. FIG. 1 schematically shows a perspective view of the vertical wind power generation system according to the first embodiment. FIG. 2 schematically shows a configuration when the wind power generation system according to the first embodiment is viewed from above. FIG. 3 schematically shows a partial cross-sectional view of the wind power generation system according to the first embodiment. 4 to 8 show a partially enlarged view of FIG.

図1、図2および図3に示すように、垂直型風力発電システム15は、複数の直線翼1より構成される垂直型ブレード2、ブレード結合部3、外アーム4、内アーム5、ブレードワイヤー6、ブレードワイヤー固定部7、ブレードワイヤー結合部8、ブレードワイヤ−カシメ部9、アームワイヤー10、アームワイヤー固定部11、アームワイヤーカシメ部12、シャフトユニット13、ハブ14、シャフトユニット固定部15、ベアリング16、フレキシブルジョイント(カップリング)17、発電機18、ブレーキディスク19、ブレーキパッド20、ハウジング21、ハウジング固定部22、ワイヤーリング23、アーム固定部24、ポール25、アームユニット26、バックル27、張力調整器(ターンバックル)28、ワイヤ−クリップ29から構成されている。また、風向計および風速計を取り付ける場合もある(図示せず)。風速計(図示せず)は垂直型ブレード2の周辺の風速を検出し(1つでも複数でも可)、垂直型ブレード2の回転数検出手段(図示せず)は垂直型ブレード2の回転数を検出し、風向計(図示せず)は垂直型ブレード2に流入する風の方向を検出する。
垂直型ブレード2は複数の直線翼1から構成され、それぞれの直線翼1に取り付けられたブレード結合部3により外アーム4、内アーム5、アーム固定部24から構成されるアームユニット25に所定の迎角で固定され、回動可能に保持される。
ハブ14をボルトまたはパワーロックなどでシャフトユニット13に固定され、アーム24を固定する。シャフトユニット固定部15は複数のベアリング16を保持し、シャフトユニット13を上下方向には所定の高さにかつ回転可能に保持する。シャフトユニット固定部15はハウジング21に固定されている。また、ハウジング21の内部には発電機18、ブレーキパッド20、ブレーキディスク19を有している。また、ハウジング21はハウジング固定部22によりポール1に固定されている。
シャフトユニット13は発電機18のシャフト部分とフレキシブルジョイント17により結合される。また、シャフトユニット13にはブレーキディスク19が固定され、ハウジング21に固定された(詳細は図示せず)ブレーキパッド20によりシャフトユニット13の回転を減速または制止する。
シャフトユニット13は外アーム4、内アーム5、アーム固定部24からなるアームユニットを固定し保持するとともにアームユニット26の回転を支持する。シャフトユニット13は前記垂直型ブレード2の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機18の回転部分(ロータ、シャフトなど)と結合(または一体化)され連動し、垂直型ブレード2の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。この際、フレキシブルジョイント17(詳細は図示せず)を介してシャフトユニット13と発電機18の回転部分とを結合してもよく、フレキシブルジョイント17はカップリング、ギヤ、増速機、減速機などのいずれかから構成されている。この時、フレキシブルジョイント17の増速比または減速比により垂直型ブレード2の回転数―出力特性と、発電機18の回転数−出力特性をマッチングさせることが可能となる。
ポール25は、ハウジング固定部22によりハウジング21を固定し、シャフトユニット固定部15、シャフトユニット13、アームユニット26、垂直型ブレード2を保持するとともに、シャフトユニット13、アームユニット26、垂直型ブレード1を回動可能状態で保持する。
アームユニット26には、アームワイヤ−固定部11が設けられ、シャフトユニット13に構成されたアームワイヤー結合部12との間をアームワイヤー10で結合する。この際のアームワイヤー10の張力および水平に対する角度により、アームユニット26の質量のうちどの程度の割合をシャフトユニット13の軸方向の荷重に変換するかが決まる。
また、アームワイヤカシメ部27によりアームワイヤ10が緩まないように固定するが、この際、アームワイヤー10の張力を調整してもよいし、別途アームワイヤー10に調整機構を入れてもよい。
図4はアームワイヤー10の張力調整機構の一例を示した図である。シャフトユニット13に取り付けられたアームワイヤー結合部12(Iボルト)にバックル27を勘合させ、さらに張力調整器28(ターンバックル)を取り付ける。張力調整器28のもう一方の勘合部は、アームワイヤー10をワイヤークリップ29により取り付ける。アームワイヤー10の張力調整は張力調整器28の回転部を回転することにより調整する。
それぞれの直線翼1および外アーム4の一部をブレードワイヤー6で互いに連結し、張力をかけることで、直線翼1および外アーム4にかかる遠心力により発生する荷重の一部がブレードワイヤー6にかかるため、それぞれの直線翼1および外アーム4にかかる遠心力による荷重は大幅に低減される。垂直翼1は遠心力による荷重によりブレード結合部3より上部が外周方向に大きく変形する。また外アーム4は水平とのなす角度が大きいほど、遠心力により水平方向に作用する荷重が増大し、内アーム5との連結部を支点に大きく変形する。
ブレードワイヤー6により、直線翼1にかかる遠心力が大幅に低減されるため、アルミ、マグネシウムまたはFRP(CFRP、GFRPなど)から構成される垂直型ブレード1の応力を大幅に低減でき、肉厚などを薄くすることができるため、大幅な軽量化を実現できる。また、垂直型ブレード1の軽量化によりアームユニット26の応力を大幅に低減することができるため、アームユニット26のそれぞれの断面積を大幅に小さくすることができる。アームユニット26のそれぞれの断面積を小さくすることで、回転方向での投影面積(表面積)を小さくすることができ、空気抵抗(Cd値による負荷)を大幅に低減できる。特に外周部分の回転速度は大きいので、空気抵抗による力は大きくなる。この空気抵抗により垂直型ブレード2による回転トルクが大幅に低減されるため、発電量のロスとなり、発電量および発電効率の低下につながることとなる。また、垂直型ブレード2の回転数が上昇するほど、その低減効果は増大する。一般的には、MPPT(風車のパワーカーブの制御方法)における垂直型ブレード2の回転数の制御ポイントは、風速が増えるほど増加するため、大きな風速に耐えることができ、発電量を大幅に増加させることとなる(発電量風速の3乗に比例して増加する)。
したがって、ブレードワイヤ6により、垂直型ブレード2の回転により発生する遠心力による半径方向の荷重を大幅に低減することで、発電量および発電効率を大幅に向上させることができる。
図5は、図1のB部の拡大図を示した模式図であり、ブレードワイヤー6の構成を示している。直線翼1は、直線翼1に固定されたブレード結合部3にアームユニット26の外アーム4を結合することにより、保持される。さらにブレード結合部3に固定されたブレードワイヤー固定部7にブレードワイヤカシメ部9を勘合させブレードワイヤー6を固定する。この際、直線翼1および外アーム4に対するブレードワイヤー6はブレード結合部3の一か所で固定したが、直線翼1および外アーム4をそれぞれ個別に連結してもよい。
さらに図6に示すように、ブレードワイヤー6は、ブレードカシメ部9ではなくワイヤークリップ29によりブレードワイヤー固定部7に勘合し、固定してもよい。
図7はブレードワイヤー6のワイヤー結合部8(クロスクリップ)の構成を示した図である。それぞれクロスするブレードワイヤー6を略中心部分で互いに結合することで、ブレードワイヤー6に発生する張力は安定するため、一層遠心力により発生する半径方向の荷重を低減することができる。
図7によるブレードワイヤー6のワイヤー結合部8の結合方法はクロスクリップとしたが、図8に示すようにワイヤーリング23のようなリング状としてもよいし、直接結合する構成でもよい。
図8は、ブレードワイヤー6をワイヤーリング23に固定する構成の1例を示した図である。ブレードワイヤー6に構成されたワイヤー結合部8をボルトにより固定する。ブレードワイヤー6のワイヤー結合部8をワイヤーリング23とすることで、中心部にポール25や発電機18などがあっても、問題なくそれぞれのワイヤーを固定することができる。
また、ブレードワイヤー6の張力の調整は、アームワイヤー10と同じく張力調整器28による調整とする。この際、張力調整器28はできる限り回転速度の遅い、中心付近に構成することが空気抵抗の低減の観点より望ましい。
このように、実施の形態1の構成により、垂直型風力発電システム15の大幅な発電量および発電効率の向上を実現できる。
なお、実施の形態1においてブレードワイヤー6およびアームワイヤー10はそれぞれワイヤーとしたが、金属または樹脂による棒状、板状の材料でも構わない。
なお、実施の形態1においてアームユニット26は外アーム4と内アーム5に分離したが、図9に示すように、一体としてもその効果は変わらない。
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the vertical wind power generation system 15 includes a vertical blade 2 composed of a plurality of straight blades 1, a blade coupling portion 3, an outer arm 4, an inner arm 5, and a blade wire. 6. Blade wire fixing part 7, blade wire connecting part 8, blade wire-caulking part 9, arm wire 10, arm wire fixing part 11, arm wire caulking part 12, shaft unit 13, hub 14, shaft unit fixing part 15, Bearing 16, flexible joint (coupling) 17, generator 18, brake disc 19, brake pad 20, housing 21, housing fixing part 22, wire ring 23, arm fixing part 24, pole 25, arm unit 26, buckle 27, It is composed of a tension regulator (turn buckle) 28 and a wire-clip 29. Anemometers and anemometers may also be installed (not shown). The anemometer (not shown) detects the wind speed around the vertical blade 2 (one or more), and the rotation speed detecting means of the vertical blade 2 (not shown) is the rotation speed of the vertical blade 2. Is detected, and the anemometer (not shown) detects the direction of the wind flowing into the vertical blade 2.
The vertical blade 2 is composed of a plurality of straight blades 1, and is predetermined to an arm unit 25 composed of an outer arm 4, an inner arm 5, and an arm fixing portion 24 by a blade coupling portion 3 attached to each straight blade 1. It is fixed at the angle of attack and held rotatably.
The hub 14 is fixed to the shaft unit 13 with bolts or a power lock, and the arm 24 is fixed. The shaft unit fixing portion 15 holds a plurality of bearings 16, and holds the shaft unit 13 rotatably at a predetermined height in the vertical direction. The shaft unit fixing portion 15 is fixed to the housing 21. Further, a generator 18, a brake pad 20, and a brake disc 19 are provided inside the housing 21. Further, the housing 21 is fixed to the pole 1 by the housing fixing portion 22.
The shaft unit 13 is connected to the shaft portion of the generator 18 by a flexible joint 17. Further, a brake disc 19 is fixed to the shaft unit 13, and a brake pad 20 fixed to the housing 21 (details are not shown) slows down or stops the rotation of the shaft unit 13.
The shaft unit 13 fixes and holds the arm unit including the outer arm 4, the inner arm 5, and the arm fixing portion 24, and supports the rotation of the arm unit 26. The shaft unit 13 is coupled (or integrated) with a rotating portion (rotor, shaft, etc.) of the generator 18 that converts the rotational energy of the vertical blade 2 into electric energy, and interlocks with the rotating energy of the vertical blade 2 to generate electricity. Convert to energy. At this time, the shaft unit 13 and the rotating portion of the generator 18 may be connected via a flexible joint 17 (details are not shown), and the flexible joint 17 may be a coupling, a gear, a speed reducer, a speed reducer, or the like. It is composed of any of. At this time, it is possible to match the rotation speed-output characteristic of the vertical blade 2 with the rotation speed-output characteristic of the generator 18 by the speed increase ratio or reduction ratio of the flexible joint 17.
The pole 25 fixes the housing 21 by the housing fixing portion 22, holds the shaft unit fixing portion 15, the shaft unit 13, the arm unit 26, and the vertical blade 2, and holds the shaft unit 13, the arm unit 26, and the vertical blade 1. Is held in a rotatable state.
The arm unit 26 is provided with an arm wire-fixing portion 11, and is coupled with an arm wire connecting portion 12 configured in the shaft unit 13 with an arm wire 10. The tension of the arm wire 10 and the angle with respect to the horizontal at this time determine how much of the mass of the arm unit 26 is converted into the axial load of the shaft unit 13.
Further, the arm wire 10 is fixed by the arm wire caulking portion 27 so as not to be loosened. At this time, the tension of the arm wire 10 may be adjusted, or an adjusting mechanism may be separately provided in the arm wire 10.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the tension adjusting mechanism of the arm wire 10. The buckle 27 is fitted to the arm wire coupling portion 12 (I bolt) attached to the shaft unit 13, and the tension adjuster 28 (turnbuckle) is further attached. The arm wire 10 is attached to the other fitting portion of the tension regulator 28 by a wire clip 29. The tension of the arm wire 10 is adjusted by rotating the rotating portion of the tension regulator 28.
By connecting a part of each of the straight blade 1 and the outer arm 4 to each other with a blade wire 6 and applying tension, a part of the load generated by the centrifugal force applied to the straight blade 1 and the outer arm 4 is applied to the blade wire 6. Therefore, the load due to the centrifugal force applied to each of the straight blade 1 and the outer arm 4 is significantly reduced. The upper part of the vertical blade 1 above the blade coupling portion 3 is greatly deformed in the outer peripheral direction due to the load due to the centrifugal force. Further, as the angle formed by the outer arm 4 with the horizontal increases, the load acting in the horizontal direction due to the centrifugal force increases, and the outer arm 4 is greatly deformed with the connecting portion with the inner arm 5 as a fulcrum.
Since the centrifugal force applied to the straight blade 1 is significantly reduced by the blade wire 6, the stress of the vertical blade 1 made of aluminum, magnesium or FRP (CFRP, GFRP, etc.) can be significantly reduced, and the wall thickness and the like can be significantly reduced. Can be made thinner, so a significant weight reduction can be achieved. Further, since the stress of the arm unit 26 can be significantly reduced by reducing the weight of the vertical blade 1, the cross-sectional area of each of the arm units 26 can be significantly reduced. By reducing the cross-sectional area of each of the arm units 26, the projected area (surface area) in the rotational direction can be reduced, and the air resistance (load due to the Cd value) can be significantly reduced. In particular, since the rotation speed of the outer peripheral portion is high, the force due to air resistance becomes large. Since the rotational torque of the vertical blade 2 is significantly reduced due to this air resistance, the amount of power generation is lost, which leads to a decrease in the amount of power generation and the efficiency of power generation. Further, as the rotation speed of the vertical blade 2 increases, the reduction effect increases. In general, the control point of the rotation speed of the vertical blade 2 in MPPT (control method of the power curve of the wind turbine) increases as the wind speed increases, so that it can withstand a large wind speed and greatly increases the amount of power generation. (The amount of power generation increases in proportion to the cube of the wind speed).
Therefore, the blade wire 6 can significantly reduce the radial load due to the centrifugal force generated by the rotation of the vertical blade 2, thereby significantly improving the amount of power generation and the power generation efficiency.
FIG. 5 is a schematic view showing an enlarged view of the portion B of FIG. 1, and shows the configuration of the blade wire 6. The straight blade 1 is held by connecting the outer arm 4 of the arm unit 26 to the blade coupling portion 3 fixed to the straight blade 1. Further, the blade wire caulking portion 9 is fitted to the blade wire fixing portion 7 fixed to the blade connecting portion 3 to fix the blade wire 6. At this time, the blade wire 6 for the straight blade 1 and the outer arm 4 is fixed at one place of the blade coupling portion 3, but the straight blade 1 and the outer arm 4 may be connected individually.
Further, as shown in FIG. 6, the blade wire 6 may be fitted and fixed to the blade wire fixing portion 7 by a wire clip 29 instead of the blade caulking portion 9.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a wire coupling portion 8 (cross clip) of the blade wire 6. By connecting the crossing blade wires 6 to each other at a substantially central portion, the tension generated in the blade wires 6 is stabilized, so that the radial load generated by the centrifugal force can be further reduced.
The method of connecting the wire connecting portion 8 of the blade wire 6 according to FIG. 7 is a cross clip, but as shown in FIG. 8, it may be in the shape of a ring like the wire ring 23, or it may be directly connected.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration in which the blade wire 6 is fixed to the wire ring 23. The wire connecting portion 8 formed on the blade wire 6 is fixed with bolts. By using the wire coupling portion 8 of the blade wire 6 as the wire ring 23, even if there is a pole 25 or a generator 18 in the center, each wire can be fixed without any problem.
Further, the tension of the blade wire 6 is adjusted by the tension adjuster 28 as in the arm wire 10. At this time, it is desirable that the tension regulator 28 is configured near the center where the rotation speed is as slow as possible from the viewpoint of reducing air resistance.
As described above, according to the configuration of the first embodiment, it is possible to realize a significant improvement in the amount of power generation and the power generation efficiency of the vertical wind power generation system 15.
Although the blade wire 6 and the arm wire 10 are each made of wire in the first embodiment, a rod-shaped or plate-shaped material made of metal or resin may be used.
In the first embodiment, the arm unit 26 is separated into an outer arm 4 and an inner arm 5, but as shown in FIG. 9, the effect does not change even if they are integrated.

上記説明から、当業者にとって、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。
従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および/または機能の詳細を実質的に変更できる。
From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art.
Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、従来に比べ、ブレードおよびアームに作用する遠心力を大幅に低減することが可能となる、空気抵抗(回転抵抗)の大幅な低減により、発電量および発電効率に優れ、かつ信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現する。よって、本発明は、例えば、垂直型風力発電システムに利用できる。 The present invention has excellent power generation amount and power generation efficiency and reliability due to a significant reduction in air resistance (rotational resistance), which makes it possible to significantly reduce the centrifugal force acting on the blade and arm as compared with the conventional invention. Realize an excellent vertical wind power generation system. Therefore, the present invention can be used, for example, in a vertical wind power generation system.

1 直線翼
2 垂直型ブレード
3 ブレード結合部
4 外アーム
5 内アーム
6 ブレードワイヤー
7 ブレードワイヤー固定部
8 ワイヤー結合部
9 ブレードワイヤーカシメ部
10 アームワイヤー
11 アームワイヤー固定部
12 アームワイヤー結合部
13 シャフトユニット
14 ハブ
15 シャフトユニット固定部
16 ベアリング
17 フレキシブルジョイント
18 発電機
19 ブレーキディスク
20 ブレーキパッド
21 ハウジング
22 ハウジング固定部
23 ワイヤーリング
24 アーム固定部
25 ポール
26 アームユニット
27 バックル
28 張力調整器
29 ワイヤ−クリップ
1 Straight wing 2 Vertical blade 3 Blade joint 4 Outer arm 5 Inner arm 6 Blade wire 7 Blade wire fixing part 8 Wire connecting part 9 Blade wire caulking part 10 Arm wire 11 Arm wire fixing part 12 Arm wire connecting part 13 Shaft unit 14 Hub 15 Shaft unit fixing part 16 Bearing 17 Flexible joint 18 Generator 19 Brake disc 20 Brake pad 21 Housing 22 Housing fixing part 23 Wire ring 24 Arm fixing part 25 Pole 26 Arm unit 27 Buckle 28 Tension adjuster 29 Wire-clip

Claims (4)

複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を支持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減することを特徴とする垂直型風力発電システム。 A vertical blade composed of a plurality of straight blades, an arm that holds the vertical blade or the straight blade by a blade holding portion, a shaft unit that is fixed to the arm and supports rotation of the arm, and the shaft unit. The shaft unit is rotated around the pole, which is composed of a generator that converts the rotational energy of the vertical blade into electrical energy, a pole that holds the vertical blade, the arm, and the shaft unit, and a bearing or the like. By connecting the shaft unit fixing portion to be dynamically fixed and the arm and the shaft unit, an arm wire that supports a part of the load of each of the arms and a blade wire that connects between the respective blade holding portions. A vertical wind power generation system, characterized in that the load acting on the arm, the centrifugal force due to the rotation of the vertical blade, and the centrifugal force acting on the blade are significantly reduced. 複数の前記ブレードワイヤーを略回転中心部で連結するワイヤー結合部とを有したことを特徴とする請求項1記載の垂直型風力発電システム。 The vertical wind power generation system according to claim 1, further comprising a wire connecting portion for connecting a plurality of the blade wires at a substantially rotation center. 前記ワイヤー結合部は、円環または多角形状のリングから構成されていることを特徴とする請求項2記載の垂直型風力発電システム。 The vertical wind power generation system according to claim 2, wherein the wire coupling portion is composed of an annular ring or a polygonal ring. 前記アームワイヤーは、所定の角度を有して前記シャフトユニットに固定されることを特徴とする請求項1から請求項3記載の垂直型風力発電システム。 The vertical wind power generation system according to claim 1 to 3, wherein the arm wire is fixed to the shaft unit at a predetermined angle.
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