JPH023001B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、往復空気流タービンに関するもの
であり、より詳しくは、海水等の波エネルギーか
らエネルギーを取り出すための往復空気流タービ
ンに関するものである。

従来、海水等の波エネルギーからエネルギーを
取り出す方法として、波の運動に応じて一定のチ
ヤンバ内の水位を変化させ、この水位の上下によ
つてチヤンバ内に往復する空気の流れを発生さ
せ、この空気の流れをタービンに導いてタービン
を回転させるものがある。

以上のようなタービンにおいては、往復する空
気流を、ちよう形弁またはタービンの両側に配し
た静止羽根のいずれかによつて、一定方向にする
ものがあるが、この発明の対象とするものは、タ
ービンのロータのブレードを、その零揚力面がロ
ータ軸に直角になるように取り付けることによつ
て、いずれの向きの空気流によつてもロータ軸が
常に同一方向に回転するように構成されるタービ
ン、すなわち、往復空気流タービンに関するもの
である。

従来、この種の往復空気流タービンとして、第
１図に示すものがあつた。すなわち、対称翼１が
ロータ軸２に複数枚固着されており、ロータ軸２
は対称翼１の弦線３と直角をなしている。ここ
で、対称翼とは、弦線３に関して対称をなす翼を
いい、弦線３と零揚力面とが一致する。ケーシン
グ４は対称翼１に空気流を導く機能を有する。

以上の構成になる従来の装置の動作は、第２図
において、対称翼１には、ケーシング４へ導かれ
た空気流５の流速５′と対称翼１の周速度７との
合成速度８によつて、揚力９と抗力１４が生じ、
回転方向１６の成分が正になると対称翼１は回転
する。ついで、空気流が逆になつて空気流６とな
ると、その流速６′と対称翼１の周速度７との合
成速度１０により、揚力１１と抗力１５が生じ
る。回転方向の成分は空気流５のときと同じ方向
であり、この成分が正になると対称翼１は回転す
る。すなわち、空気流の向きがいずれであつても
対称翼１は同じ方向に回転する。なお、周速度７
と合成速度８，１０それぞれとのなす角度１２，
１３を迎え角というが、この迎え角が小さく0゜〜
10゜程度の領域にある場合を高速状態といい、迎
え角が大きく50゜〜90゜ぐらいの領域にある場合を
低速状態といつている。往復空気流タービンの効
率は、ロータ軸２の回転数が高い高速状態の方が
低速状態よりもかなり良い。第３図は往復空気流
タービンの回転速度とタービンに生じるトルクと
の関係の一般傾向を示し、領域２１は低速状態、
領域２４は高速状態であり、領域２２はトルクが
負の領域、領域２３はタービンが加速される領域
である。この図から、タービンの起動時は通常、
領域２１にあり、領域２２のために、高速状態の
領域２４には移行できない。したがつて、領域２
４にタービンを移行させるには、なんらかの手段
が必要となつてくる。この手段として、従来は、
一般にロータ軸２をモータなどで外部から強制的
に駆動することにより、ロータの回転数を上昇さ
せて周速度７を増大し、これにより低速状態から
高速状態へ遷移させるようにしていた。

以上の説明から明らかなように、従来の装置に
は、タービンを低速状態から高速状態に遷移させ
るのに自己起動によつて行なうことが不可能であ
るという欠点があつた。

また、特開昭56−132470号公報に開示されたも
のとして、ロータ軸にこれと直交して帆布等の可
撓シートからなる可撓翼を取付けた往復空気流タ
ービンがあるが、これは可撓翼が単一の薄布から
なつていて翼面が連続的にスムーズな面となつて
いないので、きれいな空気流が形成され難い。そ
のため、抵抗が大きく、翼としての特性が低下す
るという欠点があつた。

この発明は、以上の事情に着目してなされたも
ので、タービンの起動時に、低速状態から高速状
態に自動的に遷移させることができる、すなわち
自己起動可能であつて、かつ高速状態における効
率が高い往復空気流タービンを提供することを目
的とするものである。

かような目的を達成するこの発明は、ロータ軸
に直角となるように取付けられた複数の可撓翼を
有するロータを備え、ロータの軸方向のいずれの
向きの空気流によつても、ロータが同一方向に回
転し、自力により高速状態になしうる構成になる
ことを特徴とするものである。

以下、この発明を、図面に示す一実施例につい
て説明すると、第４図、第５図および第６図にお
いて、ロータ軸２の軸方向と直角をなして取付け
られ、円筒または円管状の前縁けた３１、薄板で
なり翼先端部に取りつけられ対称翼断面形状と同
一形状をなしているブーム３２、ロータ軸２の軸
方向と直角に、前縁けた３１と平行に設けられた
針金状の後縁３３、前縁けた３１と後縁３３を囲
んで対称翼状に張設された可撓性の翼面３４等に
よつて可撓翼３５が形成される。この可撓翼３５
は、前縁けた３１を中心として後縁３３がロータ
軸２の軸方向に変位する撓み動作を可能とするも
のである。ここでは４個の可撓翼３５が対称的に
ロータ軸２に取りつけられている。第５図におい
て、前縁けた３１の断面中心と後縁３３を結ぶ直
線は、タービンの翼列方向と同方向である。

つぎに動作について説明する。

以上の構成において、可撓翼３５によつて得ら
れた動力は、ロータ軸２に伝達されるのである
が、可撓翼３５の動作を第７図、第８図を用いて
説明する。第７図において、可撓性３５にはケー
シング４に導かれた空気流６の流速６′と周速度
７との合成速度１０が作用するが、翼面３４が可
撓性をもつために、翼は破線４１で示したよう
な、抵抗が小となる形に変形する。このため、合
成速度１０によつて可撓翼３５に生じる揚力１１
は増大し、抗力１４は減少する。したがつて回転
方向１６の成分は増大し、タービンに生じるトル
クが増大する。また、空気流が逆になつて、空気
流５となつた場合にも、第８図に示すように、可
撓翼３５に生じる回転方向１６の力の成分は増大
する。

以上のような可撓翼３５の動作は、低速域でも
高速度でも同様であり、したがつて、低速域にお
けるトルクは増大し、負のトルクの領域２２がな
くなるため、自己起動が可能となり、さらに高速
域でのトルクも増大し、効率が向上する。

なお、上記の実施例では、前縁けた３１の断面
を円形としたが、これを楕円形としてもよい。

以上の説明から明らかなように、この発明は、
翼を可撓翼としたために、特に外部からのエネル
ギーの付加を必要とせずに自己起動性のある往復
空気流タービンを得ることができ、かつ、低速域
から高速域にわたつて高効率に動作させることが
できる。また、翼が安価に製造できるため、ター
ビンの低コスト化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の要部縦断面図、第２図は
同じく動作の説明図、第３図は同じく特性線図、
第４図はこの発明の一実施例の要部平面図、第５
図は同じく一部断面図、第６図は同じく一部斜視
図、第７図、第８図は同じく動作説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定方向の往復空気流を発生させる手段と、
   前記往復空気流の方向と同一方向にロータ軸を有
   するロータと、 前記ロータ軸に直角に取付けられ断面形状が円
   形および楕円形いずれかの前縁けたと、薄板で形
   成されて翼先端部に配設され対称翼の断面形状と
   同一形状をなすブームと、前記前縁けたと平行に
   設けられた針金状の後縁と、前記前縁けたと前記
   後縁とを囲んで前記対称翼状に張設された可撓性
   の翼面とからなり、前記往復空気流のいずれの向
   きの空気流によつても可撓な複数個の可撓翼と、 を備えてなる往復空気流タービン。