JP7083986B1 - Offshore wind generator - Google Patents

Offshore wind generator Download PDF

Info

Publication number
JP7083986B1
JP7083986B1 JP2021026851A JP2021026851A JP7083986B1 JP 7083986 B1 JP7083986 B1 JP 7083986B1 JP 2021026851 A JP2021026851 A JP 2021026851A JP 2021026851 A JP2021026851 A JP 2021026851A JP 7083986 B1 JP7083986 B1 JP 7083986B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wind
float
mooring
generator
attached
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021026851A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022128531A (en
Inventor
繁夫 織田
Original Assignee
繁夫 織田
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 繁夫 織田 filed Critical 繁夫 織田
Priority to JP2021026851A priority Critical patent/JP7083986B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7083986B1 publication Critical patent/JP7083986B1/en
Publication of JP2022128531A publication Critical patent/JP2022128531A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

Abstract

【課題】現在の風力発電機で必要な、ピッチ制御用アクチュエータ、回頭制御用アクチュエータ、増速機、機械的なブレーキ等各装置は、いずれも付加価値が高く、建設費およびメンテナンス費用が掛かる。風力発電を今後拡大するために、低コストな洋上風力発電機を提供する。【解決手段】今後増加が予想される洋上風力発電にて、それらの装置が有する機能を他の装置で代替えすることにより、建設費およびメンテナンス費用を低減可能な経済的な風力発電機を提供する。水平の回転軸の周りに、当該回転軸に対して直角方向に放射状に複数枚のブレードを取り付けて風車体7を構成し、前記風車体7をスクリュー14の付いたフロート8により海面上に浮かし、更に海面上に突き出したタワー10により前記フロートを水平方向に回転可能に係留することにより、風車体7の受風面の向きを風向きに合わせて回頭させ、有効な発電出力を得ることを可能とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high added value to each device such as an actuator for pitch control, an actuator for turning control, a speed increasing machine, and a mechanical brake, which are necessary for a current wind power generator, and construction cost and maintenance cost are required. To provide low-cost offshore wind power generation to expand wind power generation in the future. SOLUTION: In offshore wind power generation, which is expected to increase in the future, by substituting the functions of those devices with other devices, an economical wind power generator capable of reducing construction costs and maintenance costs will be provided. .. A plurality of blades are attached radially around the horizontal rotation axis in a direction perpendicular to the rotation axis to form a wind body 7, and the wind body 7 is floated on the sea surface by a float 8 with a screw 14. Further, by mooring the float so as to be rotatable in the horizontal direction by the tower 10 protruding above the sea surface, it is possible to turn the direction of the wind receiving surface of the wind body 7 according to the wind direction and obtain an effective power generation output. And. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、海上に設置し電力を発電するために適した洋上風力発電機に関するものである。
The present invention relates to an offshore wind power generator suitable for being installed at sea to generate electric power.

近年の再生可能エネルギー利用の増加要請に伴い、今後洋上風力発電機の建設が増えることが予想される。洋上は地上に対し風を遮る障害物が少なく、風向き、風速が地上と比べて定常であることから、安定した電力を得られることが期待されている。現在実用化されている洋上風力発電設備は、基本的に陸上で使われている風力発電機の構造を変えず、土地の利用と比較して設置する上での制約が少ない洋上へと移設したものである。 With the recent demand for increased use of renewable energy, it is expected that the construction of offshore wind power generators will increase in the future. On the ocean, there are few obstacles that block the wind from the ground, and the wind direction and speed are more steady than on the ground, so it is expected that stable power can be obtained. The offshore wind power generation equipment currently in practical use has basically not changed the structure of the wind power generator used on land, and has been relocated to the sea where there are few restrictions on installation compared to the use of land. It is a thing.

大型の風力発電機用として一般に使われている風車は、3枚の長尺のブレードを水平の回転軸の端部に取り付けた水平軸プロペラ型風車と呼ばれる風車であり、回転軸の回転力を発電機の駆動軸に伝えて発電している。この型式の風力発電機は、風力を効率良く回転力に変換するため、および台風等の強風時にブレードの破損を防止するため、風向きに対するブレードの迎え角度を変化させる機能(以降ピッチ制御と記す)や、風車体の受風面を風向きに合わせて回転させる機能(以降回頭制御と記す)、および発電に必要な回転数を得るための増速機*1)等を備えている。それらの付属装置はいずれも付加価値が高く高価であり、これらの装置をコンポーネントとして組み合わせたもの(以降ナセルと記す)の重量増加を招くことが建設費用、メンテナンス費用増加の一つの要因となっていると考えられる。
注*1)風力発電機の風車自体の回転数は1分間で10~20回転程度と遅いので、発電に必要な回転数を得るため回転数を数10倍~100倍に加速する装置。(非特許文研1、68頁参照)
Wind turbines commonly used for large wind power generators are wind turbines called horizontal axis propeller type wind turbines with three long blades attached to the ends of the horizontal rotating shaft, and the rotational force of the rotating shaft is applied. It is transmitted to the drive shaft of the generator to generate electricity. This type of wind power generator has a function to change the angle of arrival of the blade with respect to the wind direction in order to efficiently convert the wind power into rotational force and to prevent damage to the blade during strong winds such as typhoons (hereinafter referred to as pitch control). It also has a function to rotate the wind receiving surface of the wind body according to the wind direction (hereinafter referred to as turning control), and a speed increaser * 1) to obtain the number of rotations required for power generation. All of these accessories have high added value and are expensive, and the increase in weight of the combination of these devices as a component (hereinafter referred to as nacelle) is one of the factors for the increase in construction cost and maintenance cost. It is thought that there is.
Note * 1) Since the rotation speed of the wind turbine itself of a wind power generator is as slow as 10 to 20 rotations per minute, a device that accelerates the rotation speed several tens to 100 times in order to obtain the rotation speed required for power generation. (See Non-Patent Bunken 1, page 68)

こうした現在普及している水平軸プロペラ型風車の課題に対し、風車の回転軸を垂直とし水平方向に回転する風車(直線翌垂直軸型風車、非特許文献1、84頁)を洋上風力発電に適用した提案がある。これは、水面上浮かべた複数のフロートにより風車の回転軸を支え、回転軸の回転力を発電機駆動軸に伝えて発電する構成の洋上風力発電機(特許文研1)である。しかしながら、直線翌垂直軸型風車は、受風面を風向きに合わせる回頭制御が不要となるメリットがある反面、風に押される翼によって回転軸に作用するトルクと、風向きに逆らう方向に動く翼による逆方向のトルクが同時に回転軸に作用するため、前記水平軸プロペラ型風車と比較して十分な出力が得難い特性があると考えられる。 To solve the problems of the horizontally-axis propeller-type wind turbines that are currently in widespread use, wind turbines that rotate in the horizontal direction with the rotation axis of the wind turbines vertical (straight-line next vertical-axis wind turbine, Non-Patent Document 1, p. 84) are used for offshore wind power generation. I have a suggestion that I applied. This is an offshore wind power generator (Patent Bunken 1) that supports the rotating shaft of a wind turbine by a plurality of floats floating on the surface of the water and transmits the rotational force of the rotating shaft to the generator drive shaft to generate electricity. However, the straight next vertical axis type wind turbine has the advantage that it does not require turning control to adjust the wind receiving surface to the wind direction, but on the other hand, it depends on the torque acting on the rotating shaft by the blade pushed by the wind and the blade moving in the direction opposite to the wind direction. Since torque in the opposite direction acts on the rotating shaft at the same time, it is considered that there is a characteristic that it is difficult to obtain sufficient output as compared with the horizontal axis propeller type wind turbine.

プロペラ型の洋上風力発電機において台風等強風発生時の損傷対策に関し、風車体と付属装置をコンポーネント化したナセルを支持するタワーに昇降装置を備え、強風発生時にはナセルを海水面に近い位置に降下させることによる損傷回避(特許文研2)が提案されている。しかしながら、現在ナセル重量が数十トンを超えるものもあるプロペラ型の洋上風力発電機では、ナセルを安全に昇降させ、かつ通常運転時にナセルを安定して支えることが出来る、信頼性の高い昇降装置を実現するのは、技術的に困難を伴うと思われる。
Regarding measures against damage when strong winds such as typhoons occur in propeller-type offshore wind power generators, the tower that supports the nacelle, which is a component of the wind body and accessories, is equipped with an elevating device, and when strong winds occur, the nacelle descends to a position close to the sea surface. It has been proposed to avoid damage by making the nacelle (Patent Bunken 2). However, in propeller-type offshore wind turbines, which currently have nacelle weights exceeding several tens of tons, a highly reliable lifting device that can safely raise and lower the nacelle and stably support the nacelle during normal operation. It seems to be technically difficult to realize.

WO2012/035610A1「水上自然エネルギー利用装置及び水上エネルギー利用発電装置集合体」WO2012 / 035610A1 "Aggregation of water natural energy utilization equipment and water energy utilization power generation equipment" 特開2007-263077号公報 「洋上風力発電設備」Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-263077 "Offshore Wind Power Generation Equipment"

「トコトンやさしい風力発電の本」 B&Tブックス、日刊工業新聞社"Tokoton-friendly wind power generation book" B & T Books, Nikkan Kogyo Shimbun

解決しようとする課題の一つは、現在一般に使われている水平軸プロペラ型風車による風力発電機は、(背景技術)章の0004段落で述べた直線翌垂直軸型風車と比較して1基当たりの発電出力が大きいことが有利である反面、背景技術章の0003段落で述べた通り、ピッチ制御用アクチュエータ、回頭制御用アクチュエータ、増速機等の付属装置を装備する必要があり、これらの付属装置はいずれも付加価値が高く価格が高価であるため、今後の風力発電拡大を図るために技術の改良により価格を抑える必要がある点である。 One of the problems to be solved is that the number of wind power generators using horizontal axis propeller type wind turbines that are generally used at present is one compared to the straight next vertical axis type wind turbines described in paragraph 0004 of the (Background Technology) chapter. While it is advantageous to have a large power output per unit, as described in paragraph 0003 of the Background Techniques chapter, it is necessary to equip auxiliary devices such as pitch control actuators, turning control actuators, and speed increasers. Since all of the attached devices have high added value and are expensive, it is necessary to reduce the price by improving the technology in order to expand the wind power generation in the future.

更に発電事業用として用いられる大型風力発電機に要求される機能の一つとして、発生させた電気出力を電力系統に接続し電源として供給する場合には、停電等により電力系統への負荷遮断が発生した際に風車は無負荷状態で増速(いわゆる空回り)するため、その対策が必要である。現在の大型の風力発電機には、無負荷状態となった風車の回転速度を短時間内で減速させる装置(一般に機械的なブレーキと言われるもの)を備えている。
Furthermore, as one of the functions required for large wind power generators used for power generation business, when the generated electric output is connected to the power system and supplied as a power source, the load on the power system is cut off due to a power failure or the like. When it occurs, the wind turbine speeds up ( so-called idling) with no load, so countermeasures are required. Today's large-scale wind power generators are equipped with a device ( generally called a mechanical brake) that reduces the rotational speed of a wind turbine that has become unloaded within a short period of time.

従来の風力発電機に取り付けられる各付属装置は以上述べた通り、価格が高価なものが多く、風力発電機自体の価格(いわゆる原価)は一般的に高価であり建設費用が掛かる傾向があるため、風力発電の拡大には不利であった。合わせて発電用設備としての運用においても、各付属装置に対する1年に1回から2回の定期的なメンテナンスが必要となるため、コストが掛る点が経済性の面で不利であった。
As mentioned above, many of the accessories attached to conventional wind power generators are expensive, and the price of the wind power generator itself ( so-called cost) is generally expensive and tends to be expensive to construct. , It was disadvantageous for the expansion of wind power generation. At the same time, even in the operation as a power generation facility, it is economically disadvantageous that each accessory device requires regular maintenance once or twice a year, which is costly.

今後増加が予想される洋上風力発電においては、発電設備の建設および定期的なメンテナンス作業を作業条件が厳しい洋上にて行う必要があり、風力発電機の改良により建設作業やメンテナンス作業の負担を低減し、コストを抑制することが洋上風力発電を増やす上での課題の一つと考えられる。 For offshore wind power generation, which is expected to increase in the future, it is necessary to carry out construction of power generation equipment and regular maintenance work at sea where work conditions are strict, and improvement of the wind power generator reduces the burden of construction work and maintenance work. However, controlling costs is considered to be one of the challenges in increasing offshore wind power generation.

合わせて風力発電機の経済効果を増すために、現在も水平軸プロペラ型風車の風力発電機1基当たりの出力上昇が志向されており、それに伴い風力発電機全体の重量が増してゆくことが予想され、3枚のブレードを取り付けたナセルを、数十メートルを超えるタワーの頂上で回頭制御する現在の風力発電機では、回頭制御も技術的に難しくなってゆくと考えられる。
従って、以上述べた水平軸プロペラ型風車に要求される機能を他の装置で代替えすることにより、風力発電機の構成を簡素化を図り、コスト低減を実現する必要があると考えられる。
At the same time, in order to increase the economic effect of the wind power generator, the output per wind power generator of the horizontal axis propeller type wind turbine is still aimed to increase, and the weight of the entire wind power generator may increase accordingly. As expected, it is expected that turning control will become technically difficult with current wind power generators that turn and control nacelles equipped with three blades at the top of a tower that exceeds several tens of meters.
Therefore, it is considered necessary to simplify the configuration of the wind power generator and realize cost reduction by substituting the functions required for the horizontal axis propeller type wind turbine described above with other devices.

本発明の実施例1による洋上風力発電機は、以下の通り構成される。
台座上に取り付けたサポートにより前記台座の上方に水平方向の軸受けを設置し、この軸受けに対して水平方向の回転軸を取り付け、回転軸の周りに風を受けてを生じるブレードを、回転軸に対し直角方向に放射状に複数枚設置する。さらに回転軸と中心が同じで、かつ中心から前記ブレードの途中、或いは先端までの半径であり外表面を有する円筒形フレームにより、ブレードの途中同士、或いは先端同士を繋いで風車体を形成する。この風車体は、受風面が垂直な水平軸風車である。さらに前記台座は水面上に前記風車体中心の下方を中心として、水面上に同心円状に浮かべて配置したフロート、およびフロート上に設置した支柱を使って水面の上方に保持される。以上の構成により、風車体は水面上に浮いた状態となる。
The offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention is configured as follows.
A horizontal bearing is installed above the pedestal by the support mounted on the pedestal, a horizontal rotating shaft is attached to this bearing, and a blade that receives wind around the rotating shaft to generate force is attached to the rotating shaft. Install multiple sheets in a radial direction with respect to the vertical. Further, a cylindrical frame having the same center as the rotation axis and having a radius from the center to the middle or the tip of the blade and having an outer surface forms a wind body by connecting the middle of the blades or the tips to each other. .. This wind turbine is a horizontal axis wind turbine with a vertical receiving surface. Further, the pedestal is held above the water surface by using a float arranged concentrically on the water surface centering on the lower part of the center of the wind body on the water surface and a support column installed on the float. With the above configuration, the wind body is in a state of floating on the water surface.

同時に基部を海底面に固定し、先端部が海水面上に垂直に突き出たタワーを設置し、タワーの先端部に矩形断面のスライドバーを取り付ける。スライドバーに対し上下方向に摺動可能なスライドヘッド、およびスライドヘッドに合し外周部が水平方向に回転可能なターニングリングを有する係留装置を、前記スライドバーに挿入する。さらに複数の係留ロープにより前記ターニングリングの外周部と前記フロートに取り付けた支柱を繋ぐ。以上の組合せにより、風車体は水面上に浮かびタワーに繋がれた状態になるため、受風面はタワーを中心として、360度任意の方向に向けることが可能となる。
At the same time, the base is fixed to the bottom of the sea, a tower whose tip protrudes vertically above the sea surface is installed, and a slide bar with a rectangular cross section is attached to the tip of the tower. A slide head that can slide in the vertical direction with respect to the slide bar and a mooring device that is fitted to the slide head and has a turning ring whose outer peripheral portion can rotate in the horizontal direction are inserted into the slide bar. Further, a plurality of mooring ropes connect the outer peripheral portion of the turning ring and the support column attached to the float. With the above combination, the wind body floats on the water surface and is connected to the tower, so that the wind receiving surface can be oriented 360 degrees in any direction around the tower.

さらに前記フロートの前側および後ろ側の水中にそれぞれのフロートに対する取付け角度が固定された推進装置(以降スクリューと記す)を取付け、このスクリューによりフロートを前進、或いは後進させて、風車体の受風面を上方から見て時計回り、反時計回りに回転させる。以上の構成により受風面を風向きに合わせて任意の方向に向かせる回頭制御が可能となる。これらを組み合わせた風車体により発生させた回転軸の回転力を、直接、或いは増速機を介して発電機の駆動軸に伝えることにより、発電出力を得ることが出来る。
Further , a propulsion device (hereinafter referred to as a screw) having a fixed mounting angle with respect to each float is mounted in the water on the front side and the rear side of the float, and the float is moved forward or backward by this screw to move the float forward or backward to receive the wind surface of the wind body. Rotate clockwise and counterclockwise when viewed from above. With the above configuration, it is possible to control the turning of the wind receiving surface in any direction according to the wind direction. A power generation output can be obtained by transmitting the rotational force of the rotating shaft generated by the wind body combining these to the drive shaft of the generator directly or via the speed increaser.

本発明の実施例2による洋上風力発電機は、前記係留装置外周部のターニングリングにブレーキシューとブレーキシューを保持し動作させるブレーキアーム、およびシリンダーを取り付ける。ブレーキシューをターニングリングの内側にある前記スライドヘッドに押しつけることによりターニングリングの動きを一時的に停止させる。これにより、不規則に変化する風向きに対して風車体の向きを一定の方向に保ち安定させ、その結果安定した発電出力を得られる。 In the offshore wind power generator according to the second embodiment of the present invention, the brake shoe, the brake arm that holds and operates the brake shoe, and the cylinder are attached to the turning ring on the outer peripheral portion of the mooring device. The movement of the turning ring is temporarily stopped by pressing the brake shoe against the slide head inside the turning ring. As a result, the direction of the wind body is kept and stabilized in a fixed direction with respect to the irregularly changing wind direction, and as a result, a stable power generation output can be obtained.

本発明の実施例3による洋上風力発電機は、前記水平方向の回転軸の外側に放射状にスポークを複数取り付け、回転軸と中心が同じで、かつ中心から前記スポークの先端までの半径を有する円形の内フレームにより前記スブレードを取り付け、前記回転軸と中心が同じでかつ中心から前記ブレードの途中、或いは先端までの半径であり外表面を有する円筒形外フレームにより、ブレードの途中同士、或いは先端同士を繋いで風車体を形成する。以上の構成により、風車体受風面のスポークを取り付けた部分で風が素通りし空気抵抗が低下するので、風車体の効率が向上し、風車体で発生する動力による発電効率の向上が期待できる。
In the offshore wind power generator according to the third embodiment of the present invention, a plurality of spokes are radially attached to the outside of the horizontal rotation axis, the center is the same as the rotation axis, and the radius is from the center to the tip of the spoke . The blade is attached by the inner frame of the blade, and the cylindrical outer frame having the same center as the rotation axis and the radius from the center to the middle or the tip of the blade and having an outer surface allows the blades to be attached to each other in the middle or to the tip. Connect each other to form a wind car body. With the above configuration, the wind passes through the part where the spokes on the wind body receiving surface are attached and the air resistance decreases, so the efficiency of the wind body is improved and the power generation efficiency by the power generated by the wind body can be expected to improve. ..

本発明の実施例4による洋上風力発電機は、前記発電機の駆動軸に車輪を取り付け、この車輪の走行面を前記円筒形フレームの外周部に接触させる。フレームの外周部に接触した車輪の直径を風車体のフレームの直径よりも小さくすることで車輪の回転数はフレームの回転数よりも増加し、発電に必要とされる高回転数を得ることで、有効な発電出力が出来る。 In the offshore wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention, wheels are attached to the drive shaft of the generator, and the traveling surface of the wheels is brought into contact with the outer peripheral portion of the cylindrical frame. By making the diameter of the wheel in contact with the outer periphery of the frame smaller than the diameter of the frame of the wind body, the rotation speed of the wheel increases more than the rotation speed of the frame, and the high rotation speed required for power generation is obtained. , Effective power output is possible.

本発明の実施例5による洋上風力発電機は、フレームの外周部分に接触させる発電機駆動軸の車輪を、スプリング等を用いてフレームに押しつけることにより、フレームと車輪との接触部の摩擦力が増し、滑りを防ぐことができるので、安定した発電出力が期待できる。 In the offshore wind power generator according to the fifth embodiment of the present invention, the wheel of the generator drive shaft that comes into contact with the outer peripheral portion of the frame is pressed against the frame by using a spring or the like, so that the frictional force of the contact portion between the frame and the wheel is generated. Since it can be increased and slippage can be prevented, stable power generation output can be expected.

本発明の実施例6による洋上風力発電機は、前記風車体中央の下側海面上に係留浮体を置き、係留浮体の下方海中にウエイトを取り付ける。前記係留浮体の上側に断面が円形の係留ポストを上向きに設置し、前記係留ポストの先端部に係留ポストと嵌合し水平方向に回転可能な係留リングを取り付ける。前記係留リングの外周部と、フロートに取り付けた前記支柱を、複数の係留ロープにより繋ぐことにより、前記風車体は係留浮体と一体となり海面上に浮いた状態となる。さらに海底面上に、前記係留浮体の外形寸法よりも広く間隔を開けて複数のアンカーを設置し、海水面に対して傾斜した状態の複数のバーを用いて前記係留浮体と前記アンカーを繋ぐ。この組合せにより係留浮体は潮位や波浪による海水の水位変化に追従しながら同じ位置に留まるので、係留ロープによって係留浮体に繋がれた風車体も同じ位置に留まり、かつ水平方向に回転可能となる。また、フロート8に対するスクリュー14の取付け角度は固定されており、スクリュー14によりフロート8を前方、或いは後方のいずれかに推進することにより、受風面を風向きに合わせて任意の方向に向かせる回頭制御が可能となる。
In the offshore wind power generator according to the sixth embodiment of the present invention, the mooring floating body is placed on the lower sea surface at the center of the wind body, and the weight is attached to the sea below the mooring floating body. A mooring post having a circular cross section is installed upward on the upper side of the mooring float, and a mooring ring that fits with the mooring post and is rotatable in the horizontal direction is attached to the tip of the mooring post. By connecting the outer peripheral portion of the mooring ring and the support column attached to the float with a plurality of mooring ropes, the wind vehicle body is integrated with the mooring floating body and floats on the sea surface. Further, a plurality of anchors are installed on the seabed at a distance wider than the external dimensions of the mooring float, and the mooring float and the anchor are connected by using a plurality of bars inclined with respect to the sea surface. With this combination, the mooring float stays in the same position while following changes in the seawater level due to the tide level and waves, so that the wind vehicle body connected to the mooring float by the mooring rope also stays in the same position and can rotate in the horizontal direction. Further, the mounting angle of the screw 14 with respect to the float 8 is fixed, and by propelling the float 8 either forward or backward by the screw 14, the wind receiving surface is turned in an arbitrary direction according to the wind direction. Control is possible.

本発明の実施例7による洋上風力発電機は、前記風車体の近傍に風向きを測定する風向計、および風の強さを測定する風速計を設置し、それらの計測機により得られた風向き、風速についての情報を信号として制御盤に逐次伝え、合わせて係留装置の角度、風車体の回転数、地上の電力系統の停電等必要な情報を制御盤に伝え、制御盤内にてこれらの情報を処理し、その結果を用いて前記スクリューの運転、停止操作を行う。これにより風向き、風速、およびその他の必要な運転情報に基づき風力発電機を自動で適切に運転することが可能となる。
In the offshore wind power generator according to the seventh embodiment of the present invention, a wind direction meter for measuring the wind direction and an anemometer for measuring the strength of the wind are installed in the vicinity of the wind body, and the wind direction obtained by these measuring machines. Information about the wind speed is sequentially transmitted to the control panel as a signal, and necessary information such as the angle of the mooring device, the number of rotations of the wind turbine, and the power failure of the ground power system is transmitted to the control panel, and these information are transmitted in the control panel. Is processed, and the result is used to operate and stop the screw. This makes it possible to automatically and appropriately operate the wind power generator based on the wind direction, wind speed, and other necessary operating information.

本発明の実施例1による洋上風力発電機は、風車体と発電に必要な付属装置、およびサポート、支柱、等全ての構成要素をフロート上に載せて水面上に浮かべ、フロートに取り付けたスクリューにより風向きに応じて風車体の受風面を回頭させる。従来の風力発電機では、構成要素を収納した結果重量が重くなったナセルをタワー上で水平方向に回転させるため、強力な回頭制御用アクチュエータが必要であったが、本発明では前述の通りこれをフロートに取り付けたスクリューで代替えすることで、風車体やその他の機器の重量が増えても、回頭制御を容易に行うことが可能となる。
また、スクリューのフロートに対する取付け角度は固定されており、フロートを前方、或いは後方推進させるいずれかのスクリューを運転又は停止させるだけで回頭制御が可能となることから、回頭制御ロジックが簡単になる効果も期待できる。
In the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention, all the components such as the wind body, the auxiliary devices necessary for power generation, the support, the support, etc. are placed on the float and floated on the water surface, and the screw attached to the float is used. The wind receiving surface of the wind body is turned according to the wind direction. In the conventional wind power generator, a powerful turning control actuator is required to rotate the nacelle, which has become heavier as a result of accommodating the components, in the horizontal direction on the tower. By replacing the above with a screw attached to the float, it is possible to easily control the turning even if the weight of the wind turbine or other equipment increases.
In addition, the mounting angle of the screw to the float is fixed, and turning control is possible simply by operating or stopping either the screw that propels the float forward or backward, which has the effect of simplifying the turning control logic. Can also be expected.

さらに本発明の実施例1による洋上風力発電機は、台風等の強風時には風車体の受風面を風向きに沿う方向に回頭させることにより、受風面が正面から強風を受けなくなるので風車体の回転数増大を回避可能であり、かつ風車体の受風面を風向きに沿う方向に回頭させた時に、円筒形フレームの外表面がブレードの風上側の風を遮断することにより強風のブレードへ直撃を遮ることが出来る。従って、従来の風力発電機で必要なブレードのピッチ制御用アクチュエータの機能をフロートに取り付けたスクリューで代替えし、強風時のブレードや発電機の損傷を回避することが可能となる。
Further, in the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention, when a strong wind such as a typhoon occurs, the wind receiving surface of the wind body is turned in a direction along the wind direction, so that the wind receiving surface does not receive the strong wind from the front. It is possible to avoid an increase in the number of rotations, and when the wind receiving surface of the wind body is turned in the direction along the wind direction, the outer surface of the cylindrical frame blocks the wind on the wind side of the blade and hits the blade of strong wind directly. Can be blocked. Therefore, it is possible to replace the function of the blade pitch control actuator required in the conventional wind power generator with a screw attached to the float, and to avoid damage to the blade and the generator during strong winds.

合わせて本発第の実施例1による洋上風力発電機のブレードは、回転軸への取り付け部と、回転軸と同心円で構成されたフレームへの取り付け部の2か所で保持される構成である。従来の一般的な風力発電機のようにブレードの付根側のみを回転軸に取り付けて保持する構造に対し、風車体の強度がアップし信頼性が向上する。合わせて従来の風力発電機では、ブレードピッチ制御装置の設置スペース上の制約から一般にブレード枚数は3枚であったが、本発明第の実施例1による洋上風力発電機ではブレード枚数を増やすことが可能であるため、出力のアップも期待できる。 In addition, the blade of the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention is configured to be held at two places, a mounting portion on the rotation shaft and a mounting portion on a frame configured by concentric circles with the rotation shaft. .. Compared to the structure in which only the base side of the blade is attached to the rotating shaft and held like a conventional general wind power generator, the strength of the wind turbine body is increased and the reliability is improved. In addition, in the conventional wind power generator, the number of blades is generally three due to the limitation of the installation space of the blade pitch control device, but in the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention, the number of blades can be increased. Since it is possible, an increase in output can be expected.

さらに本発明の実施例1による洋上風力発電機は、発電機の運転停止時や電力系統の停電等による負荷遮断時に発生する発電機の余剰エネルギーを、フロートに取り付けた時計方向に回頭させるスクリューと、反時計方向に回頭するスクリューを一斉に同時に回転させて消費させることで、風車体の空回りによる増速を防ぎ、発電機の損傷を防止することが可能である。これにより、従来の風力発電機で必要な回転軸のブレーキ装置を代替えすることが出来る。 Further, the offshore wind turbine according to the first embodiment of the present invention has a screw that rotates the surplus energy of the generator generated when the generator is stopped or when the load is cut off due to a power system power failure, etc., in a clockwise direction attached to the float. By simultaneously rotating and consuming the screws that turn counterclockwise at the same time, it is possible to prevent the speed increase due to the idling of the wind turbine body and prevent the generator from being damaged. This makes it possible to replace the rotating shaft braking device required for conventional wind power generators.

以上述べた通り本発明の実施例1による洋上風力発電機では、フロートに取り付けたスクリューにより、従来の風力発電機で必要な回頭制御アクチュエータ、ピッチ制御用アクチュエータ、回転軸のブレーキ装置を代替可能であり、風力発電機の建設コスト、およびメンテナンスコストの低減を図ることが期待出来る。 As described above, in the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention, the turning control actuator, pitch control actuator, and rotary shaft braking device required for the conventional wind power generator can be replaced by the screw attached to the float. Therefore, it can be expected to reduce the construction cost and maintenance cost of wind power generators.

本発明の実施例2による洋上風力発電機は、係留装置外周部に取り付けたターニングリングの水平方向の回転を、必要に応じてブレーキ装置で停止させることにより、風車体に当たる風向きの不規則な変動に対して、風車体の受風面を一定の方向に保持することができ、安定した発電が可能となる。 In the offshore wind power generator according to the second embodiment of the present invention, the horizontal rotation of the turning ring attached to the outer peripheral portion of the mooring device is stopped by the brake device as necessary, so that the wind direction irregularly fluctuates against the wind body. On the other hand, the wind receiving surface of the wind turbine can be held in a certain direction, and stable power generation becomes possible.

本発明の実施例3による洋上風力発電機は、風車体の回転力に対して寄与が小さい風車体の回転軸近くのブレードを無くし、この部分に当たる風を素通りさせることで、受風面全体として空気抵抗が低下し風の通りが良くなるため、発電効率の向上が期待できる。 The offshore wind power generator according to the third embodiment of the present invention eliminates the blade near the rotation axis of the wind turbine, which has a small contribution to the rotational force of the wind turbine, and allows the wind hitting this portion to pass through the wind turbine as a whole. Since air resistance is reduced and wind passage is improved, improvement in power generation efficiency can be expected.

本発明の実施例4による洋上風力発電機は、発電機の駆動軸に前記円筒形フレームよりも直径が小さな車輪を取り付け、前記車輪の走行面を前記円筒形フレームの外周部に接触させ、風車体の回転に伴い車輪が高速で回転し発電機駆動軸も高速で回転する。車輪の回転数はフレームの直径と車輪の直径の比率で増えるため、従来の風力発電機で一般に使われていた増速機が無くても発電機駆動軸の回転数が発電に必要な回転数が得られ、発電が可能となる。 In the offshore wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention, a wheel having a diameter smaller than that of the cylindrical frame is attached to the drive shaft of the generator, and the traveling surface of the wheel is brought into contact with the outer peripheral portion of the cylindrical frame. The wheels rotate at high speed as the vehicle body rotates, and the generator drive shaft also rotates at high speed. Since the wheel rotation speed increases with the ratio of the frame diameter to the wheel diameter, the rotation speed of the generator drive shaft is the rotation speed required for power generation even if there is no speed increaser commonly used in conventional wind power generators. Is obtained, and power generation becomes possible.

本発明の実施例5による洋上風力発電機は、前記発電機駆動軸に取り付けた車輪を、スプリングにより前記フレームの外表面に押しつけることにより、フレームの外表面と車輪の走行面との間の接触による摩擦力が増して滑りを防止し、安定した発電機出力が期待できる。 In the offshore wind power generator according to the fifth embodiment of the present invention, the wheels attached to the generator drive shaft are pressed against the outer surface of the frame by a spring, so that the contact between the outer surface of the frame and the running surface of the wheels The frictional force due to the wind power increases to prevent slipping, and stable generator output can be expected.

本発明の実施例6による洋上風力発電機は、設置場所の水深が深く、実施例1の様に基部を海底面下に埋め込んだタワーの設置が困難な場所でも、海底面に設置したアンカーと海面上の係留浮体を繋ぐ複数のポールを海水面に対して傾斜した状態で設置することにより、潮位や波浪による水位の変化に追従しながら、係留浮体を同じ位置に留めることが可能となる。従って、海岸からの距離に対して水深が深い海域が多い傾向の日本の沿岸においても、本発明による洋上風力発電機の設置が可能となる。 The offshore wind power generator according to the sixth embodiment of the present invention can be used with an anchor installed on the seabed even in a place where it is difficult to install a tower having a base embedded under the seabed as in the first example due to the deep water depth of the installation location. By installing a plurality of poles connecting the mooring floats on the sea surface in an inclined state with respect to the sea surface, it is possible to keep the mooring floats in the same position while following the changes in the water level due to the tide level and the waves. Therefore, it is possible to install an offshore wind power generator according to the present invention even on the coast of Japan, where there are many sea areas where the water depth is deep with respect to the distance from the coast.

本発明の実施例7による洋上風力発電機は、常に変化する風向きや風速の情報や、係留装置の角度、風車体の回転数、電力系統の停電といった風力発電機の運転に必要な情報を制御盤が受信し、それらの情報を処理してフロートに取り付けたスクリューの運転・停止操作を行うことにより、風車体の受風面を適切な方向に向ける操作(通常運転時は風車体の受風面を風に向け、台風等の強風時は受風面を風に沿う方向に向ける操作等)や緊急停止操作等必要な運転操作を、自動で行うことが可能となる。
The offshore wind power generator according to the seventh embodiment of the present invention controls information necessary for operating the wind power generator such as constantly changing wind direction and speed information, the angle of the mooring device, the number of rotations of the wind body, and the power system power failure. The panel receives it, processes the information, and operates / stops the screw attached to the float to direct the wind receiving surface of the wind turbine in an appropriate direction (during normal operation, the wind turbine receives wind). It is possible to automatically perform necessary operation operations such as (operations such as directing the surface toward the wind and the wind receiving surface toward the wind along the wind) and emergency stop operations during strong winds such as typhoons.

図1は本発明の実施例1による洋上風力発電機の正面図である。FIG. 1 is a front view of an offshore wind power generator according to a first embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施例1による洋上風力発電機の側面図である。FIG. 2 is a side view of the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施例1による洋上風力発電機を上から見た図である。FIG. 3 is a top view of the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention. 図4は本発明の実施例1による係留装置の鳥瞰図である。FIG. 4 is a bird's-eye view of the mooring device according to the first embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施例1による係留装置を上から見た図である。FIG. 5 is a top view of the mooring device according to the first embodiment of the present invention. 図6は本発明の実施例1による係留装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the mooring device according to the first embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施例2による係留装置の鳥瞰図である。FIG. 7 is a bird's-eye view of the mooring device according to the second embodiment of the present invention. 図8は本発明の実施例3による洋上風力発電機の正面図である。FIG. 8 is a front view of the offshore wind power generator according to the third embodiment of the present invention. 図9は本発明の実施例3による洋上風力発電機の側面図である。)FIG. 9 is a side view of the offshore wind power generator according to the third embodiment of the present invention. ) 図10は本発明の実施例1による洋上風力発電機の風の流れを示す図である。(実施例3との違いを比較する目的で記載)FIG. 10 is a diagram showing the wind flow of the offshore wind power generator according to the first embodiment of the present invention. (Described for the purpose of comparing the difference with Example 3) 図11は本発明の実施例3による洋上風力発電機の風の流れを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a wind flow of an offshore wind power generator according to a third embodiment of the present invention. 図12は本発明の実施例4による洋上風力発電機の正面図である。FIG. 12 is a front view of the offshore wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention. 図13は本発明の実施例4による洋上風力発電機の側面図である。FIG. 13 is a side view of the offshore wind power generator according to the fourth embodiment of the present invention. 図14は本発明の実施例5による発電機駆動軸車輪を押付ける装置の鳥瞰図である。FIG. 14 is a bird's-eye view of the device for pressing the generator drive shaft wheel according to the fifth embodiment of the present invention. 図15は本発明の実施例6による洋上風力発電機の正面図である。FIG. 15 is a front view of the offshore wind power generator according to the sixth embodiment of the present invention. 図16は本発明の実施例6による洋上風力発電機の側面図である。FIG. 16 is a side view of the offshore wind power generator according to the sixth embodiment of the present invention. 図17は本発明の実施例6による係留浮体の鳥瞰図である。FIG. 17 is a bird's-eye view of the moored floating body according to the sixth embodiment of the present invention. 図18は本発明の実施例6による係留浮体を上から見た図である。FIG. 18 is a top view of the moored floating body according to the sixth embodiment of the present invention. 図19は本発明の実施例6による係留浮体の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of the moored floating body according to the sixth embodiment of the present invention. 図20は本発明の実施例7によるスクリューの運転・制御を行うための、計測装置、制御対象と信号の流れを示す構成図FIG. 20 is a block diagram showing a measuring device, a controlled object, and a signal flow for operating and controlling the screw according to the seventh embodiment of the present invention. 図21は本発明の実施例7による制御盤内の運転制御のブロック図である。FIG. 21 is a block diagram of operation control in the control panel according to the seventh embodiment of the present invention. 図22は本発明の実施例7による運転制御ロジックのフロー図である。FIG. 22 is a flow chart of the operation control logic according to the seventh embodiment of the present invention.

本発明に係る洋上風力発電機は、従来の地上での風力発電機に取り付けられていた装置の一部を他の装置で代替えし、かつ風力発電機に必要とされる機能を実現することが可能である。合わせて、洋上風力発電機の設置場所が浅海域のみならず、比較的深い海域においても設置可能である。
The offshore wind power generator according to the present invention can replace a part of the device attached to the conventional ground wind power generator with another device and realize the functions required for the wind power generator. It is possible. At the same time, the offshore wind power generator can be installed not only in shallow water but also in relatively deep sea.

図1は実施例1の洋上風力発電機全体の正面図、図2は同じく実施例1の洋上風力発電機全体の側面図を示す。台座1上に取り付けたサポートに2より台座1の上方に水平方向の軸受け3を設置し、軸受け3に対して水平方向の回転軸4を取り付け、回転軸4の周りに風を受けてを発生させるブレード5を回転軸4に対して直角方向に放射状に複数枚設置する。さらに回転軸4と中心が同じで、かつ中心からブレード5の途中、或いは先端までの半径の外表面を有する円筒形フレーム6により、ブレードの途中同士、或いは先端同士を繋いで風車体7を形成する。(図1はフレーム6によりブレード5の先端同士を繋いだ形態を表す。)この風車体7は、受風面が垂直な水平軸風車である。さらに風車体7中央部の下方を中心として、海水面上に同心円状に浮かべて配置したフロート8およびフロート8上に設置した支柱9により、台座1は水面の上方に保持される。以上の構成により、風車体7は水面上に浮かんだ状態となる。
FIG. 1 shows a front view of the entire offshore wind power generator of the first embodiment, and FIG. 2 shows a side view of the entire offshore wind power generator of the same embodiment 1. A horizontal bearing 3 is installed above the pedestal 1 on the support mounted on the pedestal 1, a horizontal rotating shaft 4 is attached to the bearing 3, and a force is received around the rotating shaft 4 by receiving wind. A plurality of blades 5 to be generated are installed radially in a direction perpendicular to the rotation axis 4. Further, a cylindrical frame 6 having the same center as the rotating shaft 4 and having an outer surface having a radius from the center to the middle of the blade 5 or to the tip of the blade 7 connects the middle of the blades or the tips to each other. To form. (FIG. 1 shows a form in which the tips of the blades 5 are connected to each other by a frame 6.) This wind turbine 7 is a horizontal axis wind turbine having a vertical wind receiving surface. Further, the pedestal 1 is held above the water surface by the float 8 arranged concentrically above the sea surface and the support 9 installed on the float 8 centering on the lower part of the central portion of the wind body 7. With the above configuration, the wind body 7 is in a state of floating on the water surface.

同時に、図1および図2に記載したタワー10は、基部を海底面に固定し、先端部は風車体7の中央部の下方の海水面上に垂直に突き出した構造であり、タワー10の先端部にはスライドバー11を設置し、スライドバー11には上下方向に摺動可能で、かつ外周部が水平方向に回転可能な係留装置12を取り付ける。さらに係留装置12外周部と、支柱9を複数の係留ロープ13により繋ぐことにより、フロート8は水面上に浮かんでタワー10に繋げられた状態となるため一定の場所に留まり、かつ水面上にてタワー10を中心に水平方向に回転可能な状態となる。以上の構成により、風車体7はタワー10を中心として、受風面を任意の方向に向けることが可能となる。 At the same time, the tower 10 shown in FIGS. 1 and 2 has a structure in which the base is fixed to the sea bottom and the tip portion vertically protrudes above the sea surface below the central portion of the wind body 7, and the tip of the tower 10 is formed. A slide bar 11 is installed in the portion, and a mooring device 12 that is slidable in the vertical direction and whose outer peripheral portion can rotate in the horizontal direction is attached to the slide bar 11. Further, by connecting the outer peripheral portion of the mooring device 12 and the support columns 9 with a plurality of mooring ropes 13, the float 8 floats on the water surface and is connected to the tower 10, so that it stays in a certain place and stays on the water surface. It will be in a state where it can rotate horizontally around the tower 10. With the above configuration, the wind body 7 can have the wind receiving surface directed in any direction around the tower 10.

さらに、フロート8下部の水中に、複数の推進装置14(以降スクリュー14と記す)を取付ける。
図3は図2の(A)方向からの矢視図であり、各フロート8に対して前進、および後進の各方向に向けたスクリュー14をフロート8に対する取付け角度を固定し取り付けた状態を示す。図3の(A)矢視図(時計方向に回転)では、スクリューの一部を使い矢印18aの方向に推進する際に、フロート8は時計方向(矢印19aの方向)に回転する状態を示す。同様に、図3の(A)矢視図(反時計方向に回転)では、スクリューの一部を使い矢印18bの方向に推進する際に、フロート8は反時計方向(矢印19bの方向)に回転する状態を示す。以上のようにスクリュー14の一部を使うことにより、フロート8を時計回り、或いは反時計回りに回転させることが出来ので、風向に合わせて風車体7を風向きに合わせて回頭させることが可能である。
Further, a plurality of propulsion devices 14 (hereinafter referred to as screw 14) are attached to the water below the float 8.
FIG. 3 is an arrow view from the direction (A) of FIG. 2, and shows a state in which the screw 14 directed to each of the forward and reverse directions is attached to the float 8 at a fixed mounting angle to the float 8. .. FIG. 3 (A) arrow view (rotating in the clockwise direction) shows a state in which the float 8 rotates in the clockwise direction (direction of the arrow 19a) when propelling in the direction of the arrow 18a using a part of the screw. .. Similarly, in the arrow view (A) of FIG. 3 (rotating in the counterclockwise direction), the float 8 moves in the counterclockwise direction (direction of arrow 19b) when propelling in the direction of arrow 18b using a part of the screw. Indicates a rotating state. By using a part of the screw 14 as described above, the float 8 can be rotated clockwise or counterclockwise, so that the wind body 7 can be rotated according to the wind direction. Is.

なお図2では、実施例1において風車体7の回転力から電気エネルギーを得るための構成として、回転軸4と直結した増速機15、および増速機により駆動する発電機16、およびそれらを収納しコンポーネント化したナセル17を形成し、台座1の上方に設置した状態を表している。
In FIG. 2, as a configuration for obtaining electric energy from the rotational force of the wind body 7 in the first embodiment, the speed increaser 15 directly connected to the rotation shaft 4, the generator 16 driven by the speed increaser, and the like are used. The nacelle 17 that has been stored and made into a component is formed and is installed above the pedestal 1.

次に、図4、図5、図6により実施例1による係留装置12の詳細を説明する。図-4は実施例1に示す係留装置12の鳥瞰図、図5は図4の上方(B)から見た矢視図、図6は図5の(C)―(C)断面図である。図4、図5において、タワー10の先端に設置したスライドバー11は矩形断面であり、スライドバー11に合するスライドヘッド20は上下方向にのみ移動可能である。さらにスライドヘッド20の外側に回転可能なターニングリング21を取り付け、ターニングリング21の外周部に複数のピン22を設置し、ピン22により支柱9との間を留ロープ13で繋ぐ。図6の断面図に示す通り、スライドヘッド20はターニングリング21の水平方向に回転を許容する構造である。以上の構成により留ロープ13、支柱9を介してフロート8はタワー10によって保持されて海面上で水平方向に回転可能となり、かつ海水面の潮位や波浪による水位の変化にも追従可能となる。また留ロープ13は、ピン22を中心として上下方向の回転が許容されるため、フロート8が海面の波浪により斜めに傾いた場合でも動きが許容されるため、風車体7はタワー10に繋がれた状態を維持できる。
Next, the details of the mooring device 12 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. 4 is a bird's-eye view of the mooring device 12 shown in the first embodiment, FIG. 5 is an arrow view seen from above (B) of FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line (C)-(C) of FIG. In FIGS. 4 and 5, the slide bar 11 installed at the tip of the tower 10 has a rectangular cross section, and the slide head 20 fitted to the slide bar 11 can move only in the vertical direction. Further, a rotatable turning ring 21 is attached to the outside of the slide head 20, a plurality of pins 22 are installed on the outer peripheral portion of the turning ring 21, and the pins 22 are connected to the support column 9 by a mooring rope 13. As shown in the cross-sectional view of FIG. 6, the slide head 20 has a structure that allows the turning ring 21 to rotate in the horizontal direction. With the above configuration, the float 8 is held by the tower 10 via the mooring rope 13 and the support column 9, and can rotate horizontally on the sea surface, and can also follow the changes in the water level due to the tide level and waves on the sea surface. .. Further, since the mooring rope 13 is allowed to rotate in the vertical direction around the pin 22, the float body 7 is connected to the tower 10 because the float 8 is allowed to move even when the float 8 is tilted diagonally due to the waves on the sea surface. Can be maintained in a good condition.

以上述べた通り、スクリュー14を使って風車体7の回頭を行えば、従来の風力発電機では回頭制御用アクチュエータにより行なっていた、受風面の回頭機能を代替え可能である。さらに従来の風力発電機では、台風等強風時ブレードに過大応力が生じることによる損傷回避や、発電機の回転数増加による損傷の回避は、ブレードのピッチ制御用アクチュエータにより行なっていたが、本発明のスクリュー14による回頭機能使い受風面を風に沿う向きに合わせることで、強風による回転数増加の影響を回避できるので、従来の風力発電機で必要であった、ブレードのピッチ制御用アクチュエータの機能を代替え可能である。
As described above, if the wind turbine body 7 is turned by using the screw 14, it is possible to replace the turning function of the wind receiving surface, which is performed by the turning control actuator in the conventional wind power generator. Further, in the conventional wind power generator, the blade pitch control actuator is used to avoid damage due to excessive stress on the blade during strong wind such as a typhoon and to avoid damage due to an increase in the number of rotations of the generator. By aligning the wind receiving surface with the direction along the wind, the influence of the increase in the number of rotations due to strong wind can be avoided. The function can be replaced.

さらに従来の風力発電機では、風力発電機運転中に発生する電力系統の負荷遮断や、運転→停止へ移行する際の電力系統からの離脱時には、発電機の一時的な無負荷により生じる風車体の空回りによる回転数増加を回避するため、機械的なブレーキ装置が使われていたが、本発明の実施例1ではその様な場合、スクリュー14を全数一斉に動かすことにより、一時的に余剰となる電気エネルギーを放出させることが出来るので、従来の風力発電機駆動軸のブレーキ装置の機能を代替え可能である。
Furthermore, in the conventional wind power generator, the wind body generated by the temporary no load of the generator when the load of the power system generated during the operation of the wind power generator is cut off or when the power system is disconnected from the operation to the stop. In order to avoid an increase in the number of revolutions due to idling, a mechanical braking device was used, but in the first embodiment of the present invention, in such a case, all the screws 14 are moved all at once to temporarily cause a surplus. Since it is possible to release electric energy, it is possible to replace the function of the braking device of the conventional wind power generator drive shaft.

図7は実施例2を表す図であり、洋上風力発電機の係留装置の実施例を示している。実施例2による係留装置12は、図4に示したものと同様に、タワー10の先端部のスライドバー11に取り付けられたスライドヘッド20と、その外周部のターニングリング21により構成される。図7では、ターニングリング21に取り付けたブレーキシュー23をスライドヘッド20に押しつけることにより、ターニングリング21の回転を一時的に停止させる構成を示している。ブレーキシュー23は、ブレーキシリンダー24とブレーキアーム25との組合せにより、スライドヘッド20に必要に応じて押しつけたり、離したりすることが可能である。ブレーキシュー23をスライドヘッド20に押しつけた時にはターニングリング21の回転が止められ、風車体7の受風面の方向が一定の角度に保持される。これにより、風向きが不規則に変動する場合でも、風車体7を一定方向に保持することが可能となる。


FIG. 7 is a diagram showing the second embodiment, and shows an example of a mooring device for an offshore wind power generator. The mooring device 12 according to the second embodiment is composed of a slide head 20 attached to a slide bar 11 at the tip of the tower 10 and a turning ring 21 at the outer peripheral portion thereof, similarly to the one shown in FIG. FIG. 7 shows a configuration in which the rotation of the turning ring 21 is temporarily stopped by pressing the brake shoe 23 attached to the turning ring 21 against the slide head 20. The brake shoe 23 can be pressed against and released from the slide head 20 as needed by combining the brake cylinder 24 and the brake arm 25. When the brake shoe 23 is pressed against the slide head 20, the rotation of the turning ring 21 is stopped, and the direction of the wind receiving surface of the wind body 7 is held at a constant angle. This makes it possible to hold the wind body 7 in a certain direction even when the wind direction fluctuates irregularly.


図8は実施例3の洋上風力発電機全体の正面図、図9は同じく実施例の洋上風力発電機全体の側面図である。実施例3は、風車体の回転軸4に対して直角方向に複数のスポーク26を放射状に取り付け、回転軸4と中心が同じで、かつ中心からスポーク26の先端までの半径を有する円形の内フレーム27によりスポーク26の先端同士をつなぐ。更に内フレーム27の外周部に対し風を受けてを発生させる複数のブレード28を放射状に取り付け、回転軸と中心が同じで、かつ中心からブレード28の途中、或いは先端までの半径であり外表面を有する円筒形外フレーム29により、ブレード28の途中、又は先端同士を繋いで風車体30を形成する。(図8は円筒形の外フレームを用いて先端同士を繋いだ形態を表している。)
FIG. 8 is a front view of the entire offshore wind power generator of the third embodiment, and FIG. 9 is a side view of the entire offshore wind power generator of the third embodiment. In the third embodiment, a plurality of spokes 26 are radially attached in a direction perpendicular to the rotation axis 4 of the wind vehicle body, and the inside of a circle having the same center as the rotation axis 4 and having a radius from the center to the tip of the spoke 26. The frames 27 connect the tips of the spokes 26 to each other. Further, a plurality of blades 28 that receive wind and generate a force are radially attached to the outer peripheral portion of the inner frame 27, and the rotation axis and the center are the same, and the radius is the radius from the center to the middle or the tip of the blade 28. The cylindrical outer frame 29 having a surface forms the wind body 30 in the middle of the blades 28 or by connecting the tips to each other. (Fig. 8 shows a form in which the tips are connected to each other using a cylindrical outer frame .)

実施例3により、発電機駆動軸4を駆動させるための回転力として寄与が小さいと考えられる回転軸4近傍のブレードを無くして風を通過させるための空間とすることにより、図11の風の流れに示す通り受風面の風の通りが良くなり、発電効率向上が期待できる。実施例3の効果を表すために、実施例1による風車体7に対する風の流れ31aを図10に、実施例3による風車体7に対する風の流れ31bを図-11に示す。
According to the third embodiment, the blade in the vicinity of the rotating shaft 4, which is considered to have a small contribution as the rotational force for driving the generator drive shaft 4, is eliminated to provide a space for passing the wind. As shown in the flow, the wind on the receiving surface will be better and the power generation efficiency can be expected to improve. In order to show the effect of the third embodiment, the wind flow 31a with respect to the wind body 7 according to the first embodiment is shown in FIG. 10, and the wind flow 31b with respect to the wind body 7 according to the third embodiment is shown in FIG.

図12は、実施例4の洋上風力発電機全体の正面図、図13は同じく実施例4の洋上風力発電機全体の側面図であり、発電機34を実施例1とは異なる形態で設置した実施例である。発電機駆動軸32の先端部に取り付けられた車輪33をフレーム6の外周部と接触させることにより、風車体7の回転に伴って発電機駆動軸32が回転し、発電機34により発電する。発電機駆動軸32の回転数は、風車体7の回転数に対してフレーム6の直径と車輪33の直径の比率で増加する。実施例4により、発電機駆動軸32が風車体7の回転数よりも増加し発電に必要な回転数を得ることで、従来の風力発電機で必要とされていた増幅機を省略することが可能となる。
FIG. 12 is a front view of the entire offshore wind power generator of the fourth embodiment, and FIG. 13 is a side view of the entire offshore wind power generator of the same embodiment 4, in which the generator 34 is installed in a different form from that of the first embodiment. It is an embodiment. By bringing the wheel 33 attached to the tip of the generator drive shaft 32 into contact with the outer peripheral portion of the frame 6, the generator drive shaft 32 rotates with the rotation of the wind body 7, and the generator 34 generates electricity. The rotation speed of the generator drive shaft 32 increases by the ratio of the diameter of the frame 6 to the diameter of the wheel 33 with respect to the rotation speed of the wind body 7. According to the fourth embodiment, the generator drive shaft 32 increases from the rotation speed of the wind turbine body 7 to obtain the rotation speed required for power generation, so that the amplifier required for the conventional wind power generator can be omitted. It will be possible.

図14は実施例5の発電機まわりの構成を示す図である。発電機駆動軸32に車輪33を取り付け、発電機34とともにスライドテーブル35上に一体化して設置する。スライドテーブル35はフレーム6に近づく方向に移動可能な状態で台座1上に保持されており、スライドテーブル35に対してフレーム6側と相対する側の台座1上に、スプリング37を取り付けたブラケット36を固定し、スプリング37によりスライドテーブル35をフレーム6の方向へ押しつける。この組合せにより、フレーム6と車輪33との接触部での摩擦力が増加し、滑りが生じにくくなる。これにより発電機駆動軸32の回転が安定し、発電機34により安定した電気出力を得ることが可能となる。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration around a generator according to the fifth embodiment. The wheels 33 are attached to the generator drive shaft 32, and are integrally installed on the slide table 35 together with the generator 34. The slide table 35 is held on the pedestal 1 in a state of being movable in a direction approaching the frame 6, and a bracket 36 having a spring 37 attached on the pedestal 1 on the side facing the frame 6 side with respect to the slide table 35. Is fixed, and the slide table 35 is pressed toward the frame 6 by the spring 37. By this combination, the frictional force at the contact portion between the frame 6 and the wheel 33 increases, and slipping is less likely to occur. As a result, the rotation of the generator drive shaft 32 is stabilized, and the generator 34 can obtain a stable electric output.

図15は実施例6の洋上風力発電機全体の正面図、図16は同じく実施例6の洋上風力発電機全体の側面図である。本発明による実施例6は、実施例1とは異なる構成による洋上風力発電機を係留する形態を表している。係留浮体38は水面下に釣り棒39およびその下方にウエイト40を取り付けることにより、水面に安定して浮いた状態となっており、係留浮体38の上方に垂直方向に、円形断面の係留ポスト41を取り付け、係留ポスト41に対し水平方向に回転可能な係留リング42を取り付ける。係留リング42の外側と支柱9を複数の係留ロープ13で繋ぐことにより、風車体7は係留ポスト41を中心として、係留浮体38の周りを水平方向に回転可能となる。更に係留浮体38は、外周部に設置したフック43、および上下方向の動きを拘束しないバックルa44を介して、複数のバー45に繋がれる。バー45は海水面に対して傾斜させて海中に設置され、上下方向の動きを拘束しないバックルb48を介してアンカー49に繋がれる。バー45同士は、ステーa46、ステーb47によって接続されることにより一定の間隔を保持し、かつ複数のアンカー49同士も係留浮体の外形寸法よりも広い間隔で海底面上に設置される。複数のバー45は長尺であり、かつフック43、アンカー49との接続部においても、バックルa44、バックルb48により動きが拘束されないことから、係留浮体38は潮位の変化や海面の波浪による水位の変動に追従しながら、一定の場所に留まることが可能となる。 FIG. 15 is a front view of the entire offshore wind power generator of the sixth embodiment, and FIG. 16 is a side view of the entire offshore wind power generator of the same embodiment 6. Example 6 according to the present invention represents a mode in which an offshore wind power generator having a configuration different from that of Example 1 is moored. The mooring float 38 is in a state of being stably floated on the water surface by attaching a fishing rod 39 and a weight 40 below the fishing rod 39 below the water surface, and the mooring post 41 having a circular cross section is vertically above the mooring float 38. And attach the mooring ring 42 that can rotate in the horizontal direction to the mooring post 41. By connecting the outside of the mooring ring 42 and the support columns 9 with a plurality of mooring ropes 13, the wind body 7 can rotate horizontally around the mooring floating body 38 around the mooring post 41. Further, the mooring floating body 38 is connected to a plurality of bars 45 via a hook 43 installed on the outer peripheral portion and a buckle a44 that does not restrain the movement in the vertical direction. The bar 45 is installed in the sea at an angle with respect to the sea surface, and is connected to the anchor 49 via a buckle b48 that does not restrain the movement in the vertical direction. The bars 45 are connected to each other by the stays a46 and b47 to maintain a constant distance, and the plurality of anchors 49 are also installed on the seabed at a distance wider than the external dimensions of the mooring float. Since the plurality of bars 45 are long and the movement is not restricted by the buckle a44 and the buckle b48 even at the connection portion with the hook 43 and the anchor 49, the mooring floating body 38 has a water level due to a change in the tide level or a wave on the sea surface. It is possible to stay in a certain place while following the fluctuation.

次に、図17、図18、図19により実施例6の係留浮体の詳細を説明する。図17は各部品を取り付けた状態の係留浮体38を示す鳥瞰図、図18は図17の上方(D)から見た矢視図、図19は図18の(E)―(E)断面図である。図17、図18において、係留浮体38の上側に取り付けた係留ポスト41は断面が円形であり、係留ポスト41に対して水平方向に回転可能な係留リング42を取り付ける。係留リング42の外周部に複数のピン22を取り付け、ピン22を介して支柱9との間を係留ロープ13で繋いだ構造とする。さらに図19の断面図に示す通り、係留ポスト41は回転リング42を上下方向に脱落せずに、水平方向に回転可能な状態で保持する。
また、フロート8に対するスクリュー14の取付け角度は固定されており、スクリュー14によりフロート8を前方、或いは後方のいずれかに推進することにより、受風面を風向きに合わせて任意の方向に向かせる回頭制御が可能となる。
Next, the details of the mooring floating body of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 17, 18, and 19. 17 is a bird's-eye view showing the mooring floating body 38 with each component attached, FIG. 18 is an arrow view seen from above (D) of FIG. 17, and FIG. 19 is a sectional view taken along the line (E)-(E) of FIG. be. In FIGS. 17 and 18, the mooring post 41 attached to the upper side of the mooring float 38 has a circular cross section, and a mooring ring 42 that can rotate horizontally is attached to the mooring post 41. A plurality of pins 22 are attached to the outer peripheral portion of the mooring ring 42, and the structure is such that the pins 22 are connected to the support column 9 by a mooring rope 13. Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 19, the mooring post 41 holds the rotating ring 42 in a state where it can rotate in the horizontal direction without falling off in the vertical direction.
Further, the mounting angle of the screw 14 with respect to the float 8 is fixed, and by propelling the float 8 either forward or backward by the screw 14, the wind receiving surface is turned in an arbitrary direction according to the wind direction. Control is possible.

以上述べた通り実施例6は、風力発電機を設置しようとする場所の水深が深く、実施例1の様に海底面に対して直接タワー10の基部を設定することが困難な場合でも、風力発電機を係留させる組合せとして適用可能であり、浅瀬が少ない日本の沿岸にも風力発電機を設置可能である。 As described above, in the sixth embodiment, even when the water depth of the place where the wind power generator is to be installed is deep and it is difficult to set the base of the tower 10 directly to the sea bottom as in the first embodiment, the wind power is generated. It can be applied as a combination of mooring generators, and wind power generators can be installed even on the coast of Japan where there are few shallow waters.

図20は実施例7の洋上風力発電機のスクリューの運転・制御を行うための、計測装置、制御対象と信号の流れを示す構成図である。すなわち下部を海底に固定し上方を海面上に突き出した計測用タワー50の上端部に設置した風向計51で風向きを計測し、その情報を風向きの信号52として無線信号で発信し、アンテナ53を設置した制御装置54が受信する。
前記と同様に、計測用タワー50の上端部に設置した風速計55で風速を計測し、その情報を風速の信号56として無線信号で発信し、アンテナ53を設置した制御装置54が受信する。
FIG. 20 is a configuration diagram showing a measuring device, a controlled object, and a signal flow for operating and controlling the screw of the offshore wind power generator according to the seventh embodiment. That is, the wind direction is measured by the wind direction meter 51 installed at the upper end of the measurement tower 50 whose lower part is fixed to the seabed and the upper part protrudes above the sea surface, and the information is transmitted as a wind direction signal 52 by a radio signal to transmit the antenna 53. Received by the installed control device 54.
Similar to the above, the wind speed is measured by the anemometer 55 installed at the upper end of the measurement tower 50, the information is transmitted as a wind speed signal 56 by a wireless signal, and the control device 54 installed with the antenna 53 receives the information.

風車体の風向きに対する角度については、係留装置の角度計57で計測し、その情報を係留装置角度の信号58として信号ケーブルを経由して制御盤54が受信する。前記と同様に、風車体の回転数については回転数計59で計測し、その情報を風車体の回転数の信号60として信号ケーブルを経由して制御盤54が受信する。 The angle of the wind body with respect to the wind direction is measured by the angle meter 57 of the mooring device, and the information is received by the control panel 54 as a signal 58 of the mooring device angle via the signal cable. Similarly to the above, the rotation speed of the wind vehicle body is measured by the rotation speed meter 59, and the information is received by the control panel 54 as a signal 60 of the rotation speed of the wind vehicle body via the signal cable.

更に図20の中で、地上の電力系統61で停電等運用上の異常が発生した場合、電力系統の停電信号62として通信ケーブルを経由し制御盤54が受信する形態を示している。
Further, FIG. 20 shows a mode in which the control panel 54 receives a power failure signal 62 of the power system via a communication cable when an operational abnormality such as a power failure occurs in the power system 61 on the ground.

図21は実施例7において、風向きの信号52、風速の信号56、係留装置角度の信号58、風車体回転数の信号60、および電力系統停電の信号62を用いて、制御盤54内でのスクリューの運転/停止制御を行い、制御盤54からスクリュー14の動作/停止信号63を発信する場合のブロック図の例を示している。
FIG. 21 shows in the control panel 54 using the wind direction signal 52, the wind speed signal 56, the mooring device angle signal 58, the wind vehicle body rotation speed signal 60, and the power system power failure signal 62 in the seventh embodiment. An example of a block diagram is shown in which the operation / stop control of the screw is performed and the operation / stop signal 63 of the screw 14 is transmitted from the control panel 54 .

図22は実施例7において、制御盤内でのスクリューに対する運転・制御ロジックのフロー図の例を示している。本図は、フローの起点または終点を示す図形64、前記各信号情報のインプットを示す矢印65、および各信号情報を用いた判断を示す図形66、スクリューの動作、または停止を示す図形67を用い、制御ロジックのフローの例を示している。

FIG. 22 shows an example of a flow diagram of operation / control logic for a screw in a control panel in the seventh embodiment. This figure is a figure showing the start or end point of the flow.64, Arrows indicating the input of each signal information65, And a figure showing the judgment using each signal information66, A figure showing the operation or stop of the screw67Is used to show an example of the flow of control logic.

実施例1により風力発電設備に必要とされる機能の一部を、従来のアクチュエータ等使わずに一般の船舶で使われているスクリューで代替えすることにより、洋上風力発電機の建設費用およびメンテナンス費用を低減出来、また実施例4により増速機を無くすことは出来れば、更に費用を低減可能である。合わせて、船舶に係る技術や経験も活かせるので、この産業分野からの洋上風力発電への参画に道が開けると思われる。さらに浅海域に対して適用する着床式(実施例1)のみならず、水深がやや深い海域に適用する浮体式(実施例6)も実施可能と考えられるので、大型ばかりではなく中~小型の洋上風力発電機のへの適用も期待できる。
By substituting a part of the functions required for the wind power generation facility according to the first embodiment with a screw used in a general ship without using a conventional actuator or the like, the construction cost and the maintenance cost of the offshore wind power generator are replaced. If the speed increaser can be eliminated according to the fourth embodiment, the cost can be further reduced. At the same time, the technology and experience related to ships can be utilized, which will open the way for participation in offshore wind power generation from this industrial field. Furthermore, since it is considered possible to implement not only the landing type (Example 1) applied to shallow waters but also the floating type (Example 6) applied to slightly deep waters, it is considered that not only large size but also medium to small size can be implemented. Can also be expected to be applied to offshore wind power generators.

63 スクリューの動作/停止信号63 Screw operation / stop signal
64 フローチャート上のフローの起点又は終点を表す図形64 A figure representing the start or end point of the flow on the flowchart
65 フローチャート上の信号情報のインプットを表す図形65 A figure representing the input of signal information on the flowchart
66 フローチャート上の信号データを用いた判断を表す図形66 A figure showing a judgment using the signal data on the flowchart.
67 フローチャート上のスクリューの動作または信号を表す図形67 A figure representing the operation or signal of a screw on the flowchart.

Claims (7)

洋上に設置し、中心軸が水平の回転軸に対し直角方向に放射状に取り付けた複数のブレードにより風車体を形成し、前記風車体に風が当たってブレードにが生じることで発生する風車体の回転力を、発電機の駆動軸に伝えることにより発電する洋上風力発電機において、水平の回転軸は海水面の上方に海水面から離れた位置にある台座上に設置した複数のサポートに取り付けた軸受により保持されており、前記水平の回転軸に対して直角方向に放射状に、複数枚のブレードを取り付け、前記回転軸と中心が同じで、かつ前記回転軸の中心から前記ブレードの途中、又は先端までの長さと同じ長さの半径であり外表面を有する円筒形フレームにより、前記ブレードの途中、或いは先端部同士を繋いで形成した風車体であって、かつ前記台座は、前記風車体中心の下方を中心として、海水面上に同心円状に浮かべて配置したフロート、および前記フロート上に設置した複数の支柱によって、海水面の上方に保持された形態とし、かつ前記台座の下方に、基部を海底に固定し、先端部が前記風車体の中央部の下方の位置でかつ先端部を海水面上に突き出したタワーを設置し、前記タワーは当該タワーの先端部に取り付けた、断面が矩形のスライドバーを上向きに設置し、さらに前記スライドバーの断面形状に合致した摺動面を有し、前記スライドバーに合して上下方向に移動可能で、かつ外周部が水平方向に回転可能な留装置を取り付け、前記留装置の外面と前記支柱を複数のロープで繋いだ形態であり、かつ前記フロートの下側水中に、前記フロートに対する取付け角度を固定して、該フロートに対して前方または後方に推進力を有する複数の推進装置を取付けたことにより、前記フロートは前記タワーを中心として海水面上を水平方向に時計回り、又は反時計回りに360度回転可能となり、前記風車体を風に向かう方向、又は風に沿う方向に回転させることが出来ること特徴とする、洋上風力発電機。
A wind car body is formed by a plurality of blades installed on the ocean and mounted radially in a direction perpendicular to the horizontal rotation axis, and the wind car body is generated by the wind hitting the wind car body and generating a force on the blades. In an offshore wind turbine that generates power by transmitting the rotational force of the above to the drive shaft of the generator, the horizontal rotation shaft is attached to multiple supports installed on a pedestal located above the sea surface and away from the sea surface. It is held by a bearing, and a plurality of blades are attached radially in a direction perpendicular to the horizontal rotation axis, and the center is the same as the rotation axis, and the center of the rotation axis is in the middle of the blade. Alternatively , it is a wind vehicle body formed in the middle of the blade or by connecting the tips to each other by a cylindrical frame having a radius having the same length as the length to the tip and having an outer surface , and the pedestal is the wind. A float placed concentrically above the sea surface centering on the lower part of the center of the vehicle body, and a plurality of columns installed on the float hold the float above the sea surface and below the pedestal. , The base is fixed to the sea floor, a tower is installed with the tip at a position below the center of the wind body and the tip protrudes above the sea surface, and the tower is attached to the tip of the tower. Has a rectangular slide bar installed upward, has a sliding surface that matches the cross-sectional shape of the slide bar, can be fitted to the slide bar and can be moved in the vertical direction, and the outer peripheral portion is in the horizontal direction. A rotatable mooring device is attached, the outer surface of the mooring device and the support column are connected by a plurality of ropes, and the attachment angle to the float is fixed in the water under the float, and the float. By installing a plurality of propulsion devices having propulsive force forward or backward, the float can rotate 360 degrees horizontally or counterclockwise on the sea surface around the tower . An offshore wind generator characterized in that the wind body can be rotated in a direction toward the wind or in a direction along the wind.
請求項1に記載の留装置は、請求項1に記載のスライドバーの断面形状に合致した摺動面を有するスライドヘッドを有し、前記スライドヘッドは前記スライドバーに合して上下方向に移動可能とし、かつ前記スライドヘッドは外周部に水平方向に回転可能なターニングリングを取り付けており、かつ前記ターニングリングの外面と請求項1に記載の支柱を、請求項1に記載の複数のロープで繋ぎ、合わせて、前記ターニングリングに対し、前記スライドヘッドの外面に押しつけることにより前記ターニングリングの回転方向の動きを停止させるブレーキ装置を取り付けたことにより、請求項1に記載の風車体の回転を停止させることが出来ることを特徴とする、請求項1に記載の洋上風力発電機。
The mooring device according to claim 1 has a slide head having a sliding surface that matches the cross-sectional shape of the slide bar according to claim 1, and the slide head is fitted to the slide bar in the vertical direction. The slide head is provided with a turning ring that can be rotated in the horizontal direction on the outer peripheral portion thereof, and the outer surface of the turning ring and the support column according to claim 1 are provided with a plurality of columns according to claim 1. The wind vehicle body according to claim 1, wherein a brake device is attached to the turning ring by connecting it with a rope and pressing it against the outer surface of the slide head to stop the movement of the turning ring in the rotational direction. The offshore wind generator according to claim 1, wherein the rotation can be stopped.
請求項1又は請求項2に記載の風車体の水平の回転軸に対して垂直方向に放射状に、複数のスポークを取り付け、前記回転軸と中心が同じで、かつ前記回転軸の中心から前記スポークの先端までの長さと同じ半径を有する円形の内フレームにより、前記スポークの先端部同士を繋ぎ、合わせて、前記内フレームの外面に対して垂直方向に放射状に、複数枚のブレードを取り付け、前記回転軸と中心軸が同じで、かつ前記回転軸の中心から前記ブレードの途中、又は先端までの長さと同じ半径であり外表面を有する円筒形外フレームにより、前記ブレードの途中、又は先端同士を繋いで風車体を形成することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の洋上風力発電機。
A plurality of spokes are attached radially in a direction perpendicular to the horizontal rotation axis of the wind body according to claim 1 or 2, the center is the same as the rotation axis, and the spokes are from the center of the rotation axis. The tips of the spokes are connected to each other by a circular inner frame having the same radius as the length to the tip of the inner frame, and a plurality of blades are attached radially in a direction perpendicular to the outer surface of the inner frame. A cylindrical outer frame having the same axis as the rotation axis and the same radius as the length from the center of the rotation axis to the middle or the tip of the blade and having an outer surface allows the blade to be in the middle or between the tips. The offshore wind generator according to claim 1 or 2, wherein the wind vehicle body is formed by connecting the two.
請求項1~3の何れかに記載の発電機の駆動軸対し、発電機の外部に突き出した前記発電機の駆動軸の端部に車輪を取り付け、前記車輪の走行面が、請求項1~3の何れかに記載の風車体のフレームの外表面に接触することを特徴とする、請求項1~3の何れかに記載の洋上風力発電機。
A wheel is attached to the end of the drive shaft of the generator protruding to the outside of the generator with respect to the drive shaft of the generator according to any one of claims 1 to 3, and the traveling surface of the wheel is a surface of claims 1 to 1. The offshore wind power generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the wind turbine body comes into contact with the outer surface of the frame according to any one of 3.
請求項1~3の何れかに記載の発電機、及び発電機の駆動軸、並びに請求項4に記載の車輪を同一のテーブル上に設置し、前記テーブルは請求項1~4の何れかに記載の台座上にて請求項1~4の何れかに記載の風車体のフレーム向かって移動可能に取り付けられ、かつ前記テーブルに対して前記フレームと相対する側の前記台座上にブラケットを固定し、前記テーブルと前記ブラケットの間にスプリングを取り付けたことにより、前記車輪は前フレームに対して前記スプリングの反発力によって押し付けられることを特徴とする、請求項1~4の何れかに記載の洋上風力発電機。
The generator according to any one of claims 1 to 3 , the drive shaft of the generator, and the wheel according to claim 4 are installed on the same table, and the table is set to any one of claims 1 to 4. The bracket is fixed on the pedestal according to any one of claims 1 to 4 so as to be movable toward the frame of the wind vehicle body and on the pedestal on the side facing the frame with respect to the table. However, according to any one of claims 1 to 4, the wheel is pressed against the frame by the repulsive force of the spring by attaching a spring between the table and the bracket. Offshore wind generator.
洋上に設置し、中心軸が水平の回転軸に対し直角方向に放射状に取り付けた複数のブレードにより風車体を形成し、前記風車体に風が当たってブレードに力が生じることで発生する風車体の回転力を、発電機の駆動軸に伝えることにより発電する洋上風力発電機において、水平の回転軸は海水面の上方に海水面から離れた位置にある台座上に設置した複数のサポートに取り付けた軸受により保持されており、前記水平の回転軸に対して直角方向に放射状に、複数枚のブレードを取り付け、前記回転軸と中心が同じで、かつ前記回転軸の中心から前記ブレードの途中、又は先端までの長さと同じ長さの半径であり外表面を有する円筒形のフレームにより、前記ブレードの途中、或いは先端部同士を繋いで形成した風車体であって、かつ前記台座は、前記風車体中心の下方を中心として、水面上に同心円状に浮かべて配置したフロート、および前記フロート上に設置した複数の支柱によって、海水面の上方に保持された形態とし、かつ前記台座の下方に、下部にウエイトを有する係留浮体を海面上に浮かせた状態で配置し、前記係留浮体の上側に断面が円形の係留ポストを設置し、さらに前記係留ポストの断面形状に合致した摺動面を有する係留リングを、前記係留ポストに対して水平方向に回転可能な状態で取り付け、前記係留リングの外面と前記支柱を複数のロープで繋ぎ、合わせて海底面上に複数のアンカーを設置し、前記係留浮体と前記アンカーを、海水面に対して傾斜した状態の複数のバーによって繋いだ形態とし、かつ前記フロートの下側水中に、前記フロートに対する取付け角度を固定して、該フロートに対して前方または後方にのみ推進力を有する複数の推進装置を取付けることにより、前記フロートは前記係留ポストを中心として海水面上を水平方向に時計回り、又は反時計回りに360度回転可能となり、前記風車体を風に向かう方向、又は風に沿う方向に回転させることが出来ること特徴とする、洋上風力発電機。 A wind car body is formed by a plurality of blades installed on the ocean and mounted radially in a direction perpendicular to the horizontal rotation axis, and the wind car body is generated by the wind hitting the wind car body and generating a force on the blades. In an offshore wind turbine that generates power by transmitting the rotational force of the above to the drive shaft of the generator, the horizontal rotation shaft is attached to multiple supports installed on a pedestal located above the sea surface and away from the sea surface. It is held by a bearing, and a plurality of blades are attached radially in a direction perpendicular to the horizontal rotation axis, and the center is the same as the rotation axis, and the center of the rotation axis is in the middle of the blade. Alternatively, it is a wind vehicle body formed in the middle of the blade or by connecting the tips to each other by a cylindrical frame having a radius having the same length as the length to the tip and having an outer surface, and the pedestal is the wind. A float placed concentrically above the water surface centered on the lower part of the center of the vehicle body, and a plurality of columns installed on the float hold the float above the seawater surface and below the pedestal. A mooring float with a weight at the bottom is placed floating on the sea surface, a mooring post with a circular cross section is installed above the mooring float, and a mooring post having a sliding surface matching the cross-sectional shape of the mooring post is installed. The ring is attached to the mooring post in a state where it can rotate in the horizontal direction, the outer surface of the mooring ring and the support are connected by a plurality of ropes, and a plurality of anchors are installed on the bottom of the sea, and the mooring float is provided. And the anchor are connected by a plurality of bars inclined with respect to the sea surface , and the mounting angle with respect to the float is fixed in the water under the float, and the front or the rear with respect to the float. By attaching a plurality of propulsion devices having propulsive force only to the float, the float can rotate 360 degrees horizontally or counterclockwise on the sea surface around the mooring post, and wind the wind body. An offshore wind generator characterized by being able to rotate in a direction toward or along the wind. 請求項1~6の何れかに記載の洋上風力発電機において、前記洋上風力発電機は請求項1~6の何れかに記載のスクリューの動作・停止を制御する制御盤を備えているものとし、前記制御盤は前記洋上風力発電機の近傍に設置した風向計によって測定した風向きの信号と、前記洋上風力発電機の近傍に設置した風速計によって測定した風速の信号と、請求項1~6の何れかに記載の係留装置に対して取り付けた係留装置角度計の信号と、請求項1~6の何れかに記載の風車体に対して取り付けた風車体の回転数の信号と、地上の電力系統の運用状態の信号を受信し、それらの信号を用いて前記スクリューの動作・停止を制御することにより、風車体が適切な運転状態に維持できることを特徴とする、請求項1~6の何れかに記載の洋上風力発電機。

In the offshore wind power generator according to any one of claims 1 to 6, the offshore wind power generator shall be provided with a control panel for controlling the operation / stop of the screw according to any one of claims 1 to 6. The control panel has a wind direction signal measured by a wind turbine installed in the vicinity of the offshore wind power generator, a wind speed signal measured by a wind speed meter installed in the vicinity of the offshore wind power generator, and claims 1 to 6. The signal of the mooring device angle meter attached to the mooring device according to any one of the above, the signal of the rotation speed of the wind turbine attached to the wind turbine according to any one of claims 1 to 6, and the ground. Claims 1 to 6, wherein the wind turbine can be maintained in an appropriate operating state by receiving signals of the operating state of the power system and controlling the operation / stop of the screw by using those signals. Offshore wind turbines listed in either.

JP2021026851A 2021-02-23 2021-02-23 Offshore wind generator Active JP7083986B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021026851A JP7083986B1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Offshore wind generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021026851A JP7083986B1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Offshore wind generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7083986B1 true JP7083986B1 (en) 2022-06-14
JP2022128531A JP2022128531A (en) 2022-09-02

Family

ID=82016035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021026851A Active JP7083986B1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Offshore wind generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7083986B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172036A (en) * 1991-12-18 1993-07-09 Yoshizo Morita Wind power generation device
JP2005264865A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Windmill device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172036A (en) * 1991-12-18 1993-07-09 Yoshizo Morita Wind power generation device
JP2005264865A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Windmill device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022128531A (en) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8466577B2 (en) Wind turbine with adjustable electrical generator
US8740543B2 (en) Offshore wind turbines and deployment methods therefor
JP6396427B2 (en) Floating wind turbine structure
JP5257983B2 (en) Windmill / hydraulic power plant / direct drive generator / motor for a ship with a hollow generator / motor and method for assembling such a windmill / hydropower plant
US20110074155A1 (en) Floating offshore wind farm, a floating offshore wind turbine and a method for positioning a floating offshore wind turbine
US8178993B1 (en) Floating wind turbine with turbine anchor
JP6117105B2 (en) Wind energy utilization equipment and method
US8100650B2 (en) Cyclical wave energy converter
US8134251B2 (en) Wind turbine
US7750492B1 (en) Bearingless floating wind turbine
EP1467092A2 (en) Blade for water current turbine
US20120187693A1 (en) Hydrokinetic energy transfer device and method
WO2003016714A1 (en) Floating vertical-axis turbine
JP7202551B1 (en) Floating offshore wind power generator
US20090160188A1 (en) Migler's windmill as a lamppost-windmill, and with sails mounted on a common mast, and with horizontally yoked sails, and as a river-turbine, and as a windmill-sailboat
CN114555938A (en) Control system for positioning at least two floating wind turbines in a wind park
JP7083986B1 (en) Offshore wind generator
KR20120038707A (en) Floating offshore wind power generation plant
CN110608136B (en) Hydrodynamic braking system for emergency braking of vertical-axis floating fan
KR20180136239A (en) Sphere-Shaped Tidal Power Generator of Combining Float and Sink
JP2023106292A (en) Floating body of ocean wind power generator
JP2023106361A (en) Horizontal axis multiblade offshore wind power generator
KR101840705B1 (en) Multiple vertical axis tidal generators and combined power generation using it
JP2013036365A (en) Ocean energy power generation system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210519

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210928

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220218

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220519

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7083986

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150