JP7094018B2 - マグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、及び、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機 - Google Patents
マグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、及び、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機 Download PDFInfo
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Description
支持筐体と、
前記支持筐体に対して第1の回転軸を中心として回転可能な回転部と、
前記第1の回転軸を中心として公転可能であって、前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記複数の円筒翼とともに各組を構成し、前記各組の円筒翼の軸方向に沿って長手方向が配置される複数の整流板と、
前記回転部に固定されることで前記第1の回転軸を中心として回転可能であって、前記各組毎に、前記第1の回転軸を中心とする円周上に前記円筒翼を支持するとともに、前記円筒翼が公転するときの進行方向とは反対側に前記整流板を支持する支持部とを備え、
前記進行方向に対する前記整流板の前端縁部の少なくとも一部は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、以下の条件(A1)乃至(A6)のいずれかを満たす領域に存在する。
30°≦θ1<40°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.6d/2 (A1)
40°≦θ1<50°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.5d/2 (A2)
50°≦θ1<60°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.4d/2 (A3)
60°≦θ1<70°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.3d/2 (A4)
70°≦θ1<80°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.2d/2 (A5)
80°≦θ1≦90°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.1d/2 (A6)
ただし、
dは、前記円筒翼の直径、
L1は、前記第2の回転軸から前記前端縁部までの距離、
θ1は、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を結ぶ線と、前記第2の回転軸及び前記前端縁部を結ぶ線との角度、
である。
前記進行方向に対する前記整流板の後端縁部の少なくとも一部は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、以下の条件(B1)を満たす領域に存在する、
マグナス式推力発生装置。
35°≦θ2≦55°、かつ、1.1D/2≦L2≦1.4D/2 (B1)
ただし、
Dは、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の直径、
L2は、前記第1の回転軸から前記後端縁部までの距離、
θ2は、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を結ぶ線と、前記第1の回転軸及び前記後端縁部を結ぶ線との角度、
である。
支持部6は、整流板5に対して第1の回転軸O1側に配置されて、長手方向5Lに対する整流板5の両端部50a、50b間に亘って整流板5の長手方向5Lに沿うように整流板5を支持する整流板支持部61と、整流板支持部61の上端部(一端部)610aと回転部3とを連結する第1の連結アーム部62と、整流板支持部61の下端部(他端部)610bと回転部3とを連結する第2の連結アーム部63と、円筒翼4の上端部40aを軸支するとともに、第1の連結アーム部62に連結される第1の円筒翼支持部64と、円筒翼4の下端部40bを軸支するとともに、第2の連結アーム部63に連結される第2の円筒翼支持部65とを、円筒翼4及び整流板5の各組毎(本実施形態では2組)に備える。
図6は、本発明の実施形態に係る整流板5及び整流板支持部61の一例を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図である。図7は、本発明の実施形態に係る整流板5及び整流板支持部61の一例を示し、(a)は平面図、(b)は底面図である。図8は、図6(b)に示すVIII部の拡大側面図である。図9は、図6(c)に示すIX部の拡大背面図である。
図10は、本発明の実施形態に係る各組の円筒翼4及び整流板5の配置関係を示す概要図である。
30°≦θ1<40°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.6d/2 (A1)
40°≦θ1<50°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.5d/2 (A2)
50°≦θ1<60°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.4d/2 (A3)
60°≦θ1<70°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.3d/2 (A4)
70°≦θ1<80°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.2d/2 (A5)
80°≦θ1≦90°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.1d/2 (A6)
ただし、
dは、円筒翼4の直径(以下、「円筒直径」という。)、
L1は、第2の回転軸O2から前端縁部50cまでの距離、
θ1は、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2を結ぶ線と、第2の回転軸2及び前端縁部50cを結ぶ線との角度、
である。
30°≦θ1≦40°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.4d/2 (A11)
Cp=P/(0.5×ρ×U3×D)
ただし、
Pは、垂直軸型マグナス式風力発電機1の高さ方向の単位幅あたりの出力、
ρは、空気密度、
Uは、風速、
Dは、円筒翼4の公転軌跡の外端円43の直径、
である。
35°≦θ2≦55°、かつ、1.1D/2≦L2≦1.4D/2 (B1)
ただし、
Dは、円筒翼4の公転軌跡の外端円43の直径(以下、「風車直径」という。)、
L2は、第1の回転軸O1から後端縁部50dまでの距離、
θ2は、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2を結ぶ線と、第1の回転軸O1及び後端縁部50dを結ぶ線との角度、
である。
40°≦θ2≦50°、かつ、1.1D/2≦L2≦1.3D/2 (B11)
風車直径Dと円筒直径dとの間の関係について、両者の比率である直径比率(=D/d)に基づいて説明する。
4≦D/d≦6 (C1)
ただし、
dは、円筒翼4の直径(円筒直径)、
Dは、円筒翼4の公転軌跡の外端円43の直径(風車直径)、
である。そして、出力係数Cpと、実発電量の両方を勘案すると、D/d=5を満たすことがより好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
2…支持筐体、
20…軸受けユニット、21…発電機、22…増速機、
3…回転部、30…上部、
4…円筒翼、
40a…上端部(一端部)、40b…下端部(他端部)、
41…翼端板、42…円筒翼モータ、43…外端円、44…法線、
5…整流板、
5L…長手方向、5W…幅方向、5T…板厚方向、
50a…上端部(一端部)、50b…下端部(他端部)、
50c…前端縁部、50d…後端縁部、
50e…内側表面、50f…外側表面、50g…中間部、
51…板材、510…重畳部、52a~52c…領域、
6…支持部、
60A…第1の複合アーム部材、60B…第2の複合アーム部材、
600A、600B…接合部、601A~601C…接合部、
61…整流板支持部、
610…整流板支持アーム部、
610a…上端部(一端部)、610b…下端部(他端部)、610c…中間部、
611…整流板補強部材、
611a…第1の補強板片、611b…第2の補強板片、
611c…第3の補強板片、
612…取付ブラケット、612a…第1の取付板片、612b…第2の取付板片、
613…キャップ部材、614A、614B…固定ボルト、615…リベット、
62…第1の連結アーム部、
620a…固定端部、620b…先端部、620c…屈曲部、
63…第2の連結アーム部、
630a…固定端部、630b…先端部、630c…屈曲部、
64…第1の円筒翼支持部、
640…円筒翼軸支部、
641…第1の円筒翼支持アーム部、642…第2の円筒翼支持アーム部、
65…第2の円筒翼支持部、
650…円筒翼軸支部、
651…第1の円筒翼支持アーム部、652…第2の円筒翼支持アーム部、
66…第3の連結アーム部、
660a…固定端部、660b…連結端部、661…隣接部、
O1…第1の回転軸、O2…第2の回転軸、S…設置面、
ZA1、ZA2、ZB1、ZB2…領域
Claims (5)
- 支持筐体と、
前記支持筐体に対して第1の回転軸を中心として回転可能な回転部と、
前記第1の回転軸を中心として公転可能であって、前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記複数の円筒翼とともに各組を構成し、前記各組の円筒翼の軸方向に沿って長手方向が配置される複数の整流板と、
前記回転部に固定されることで前記第1の回転軸を中心として回転可能であって、前記各組毎に、前記第1の回転軸を中心とする円周上に前記円筒翼を支持するとともに、前記円筒翼が公転するときの進行方向とは反対側に前記整流板を支持する支持部とを備え、
前記進行方向に対する前記整流板の前端縁部の少なくとも一部は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、以下の条件(A11)を満たす領域に存在し、
前記進行方向に対する前記整流板の後端縁部の少なくとも一部は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、以下の条件(B11)を満たす領域に存在する、
マグナス式推力発生装置。
30°≦θ1≦40°、かつ、1.02d/2≦L1≦1.4d/2 (A11)
ただし、
dは、前記円筒翼の直径、
L1は、前記第2の回転軸から前記前端縁部までの距離、
θ1は、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を結ぶ線と、前記第2の回転軸及び前記前端縁部を結ぶ線との角度、
である。
40°≦θ2≦50°、かつ、1.1D/2≦L2≦1.3D/2 (B11)
ただし、
Dは、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の直径、
L2は、前記第1の回転軸から前記後端縁部までの距離、
θ2は、前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸を結ぶ線と、前記第1の回転軸及び前記後端縁部を結ぶ線との角度、
である。 - 前記長手方向に対する前記整流板の中間部における前記前端縁部と前記円筒翼との間の距離は、
前記長手方向に対する前記整流板の両端部における前記距離よりも遠い、
請求項1に記載のマグナス式推力発生装置。 - 支持筐体と、
前記支持筐体に対して第1の回転軸を中心として回転可能な回転部と、
前記第1の回転軸を中心として公転可能であって、前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記複数の円筒翼とともに各組を構成し、前記各組の円筒翼の軸方向に沿って長手方向が配置される複数の整流板と、
前記回転部に固定されることで前記第1の回転軸を中心として回転可能であって、前記各組毎に、前記第1の回転軸を中心とする円周上に前記円筒翼を支持するとともに、前記円筒翼が公転するときの進行方向とは反対側に前記整流板を支持する支持部とを備え、
前記長手方向に対する前記整流板の中間部における、前記進行方向に対する前記整流板の前端縁部と前記円筒翼との間の距離は、
前記長手方向に対する前記整流板の両端部における前記距離よりも遠い、
マグナス式推力発生装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のマグナス式推力発生装置を用いた、
風力回転装置、水力回転装置又は潮力回転装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のマグナス式推力発生装置を用いた、
風力発電機、水力発電機又は潮力発電機。
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---|---|---|---|---|
JP2008175070A (ja) | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 縦軸マグナス型風力発電機 |
JP6175594B2 (ja) | 2015-07-01 | 2017-08-02 | 株式会社チャレナジー | マグナス式推力発生装置 |
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