JPH05240141A - 案内羽根付貫流風車 - Google Patents
案内羽根付貫流風車Info
- Publication number
- JPH05240141A JPH05240141A JP4456092A JP4456092A JPH05240141A JP H05240141 A JPH05240141 A JP H05240141A JP 4456092 A JP4456092 A JP 4456092A JP 4456092 A JP4456092 A JP 4456092A JP H05240141 A JPH05240141 A JP H05240141A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- guide vanes
- wind
- blades
- type
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力および効率が高く、風向きについての指
向性のない貫流風車を提供する。 【構成】 軸方向に延びる羽根複数枚を環状に配列した
外形円筒状の羽根車１の外周に、３枚以上の案内羽根２
を等間隔で渦巻状に配置する。この構成により、羽根車
１の軸に直交する面に沿う風Ｗは、案内羽根２により縮
流増速され、風車の出力，効率が向上する。
向性のない貫流風車を提供する。 【構成】 軸方向に延びる羽根複数枚を環状に配列した
外形円筒状の羽根車１の外周に、３枚以上の案内羽根２
を等間隔で渦巻状に配置する。この構成により、羽根車
１の軸に直交する面に沿う風Ｗは、案内羽根２により縮
流増速され、風車の出力，効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風力発電等に利用可能
な貫流風車に関するものである。
な貫流風車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図７に示すような、軸方向に延び
る羽根（ブレードともいう）１ａを複数枚環状に配列し
た外形円筒状の羽根車１に、風Ｗを軸に直角の面にそっ
て通過させる風車は、貫流風車として知られている。
る羽根（ブレードともいう）１ａを複数枚環状に配列し
た外形円筒状の羽根車１に、風Ｗを軸に直角の面にそっ
て通過させる風車は、貫流風車として知られている。
【０００３】この種の貫流風車は、構造が比較的簡単で
あり、また特性も起動トルクが大きく、風向きについて
の指向性がないなど、風車として優れた面をもってい
る。
あり、また特性も起動トルクが大きく、風向きについて
の指向性がないなど、風車として優れた面をもってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この種貫流風車には、
効率が数％と悪く、また従来の固定されたダクト等によ
り縮流増速して出力，効率を上げようとすると、風向き
についての無指向性を失うといった問題がある。
効率が数％と悪く、また従来の固定されたダクト等によ
り縮流増速して出力，効率を上げようとすると、風向き
についての無指向性を失うといった問題がある。
【０００５】本発明は、このような問題を解決しようと
するもので、出力および効率が高く、風向きについての
指向性のない、貫流風車を提供することを目的とするも
のである。
するもので、出力および効率が高く、風向きについての
指向性のない、貫流風車を提供することを目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、貫流風車を次の（１）のとおりに構成す
る。
成するため、貫流風車を次の（１）のとおりに構成す
る。
【０００７】（１）軸方向に延びる羽根複数枚を環状に
配列した外形円筒状の羽根車と、この羽根車の外周に沿
って等間隔で渦巻状に配置した、軸方向に延びる３枚以
上の案内羽根とを備えた案内羽根付貫流風車。
配列した外形円筒状の羽根車と、この羽根車の外周に沿
って等間隔で渦巻状に配置した、軸方向に延びる３枚以
上の案内羽根とを備えた案内羽根付貫流風車。
【０００８】
【作用】前記（１）の構成ににより、羽根車の軸に直交
する面に沿う、あらゆる風向きの風について、縮流増速
が行われる。
する面に沿う、あらゆる風向きの風について、縮流増速
が行われる。
【０００９】
【実験例】以下本発明を実験例により説明する。実験に
は、次に示す仕様のＡ型とＢ型の羽根車を用いた。いず
れもスパン（高さ）１００ｍｍ，羽根数３０枚である
が、羽根取付角β1 ，外径Ｄ1 等が異なり、Ａ型は高ト
ルク型、Ｂ型は高効率型として設計したものである。
は、次に示す仕様のＡ型とＢ型の羽根車を用いた。いず
れもスパン（高さ）１００ｍｍ，羽根数３０枚である
が、羽根取付角β1 ，外径Ｄ1 等が異なり、Ａ型は高ト
ルク型、Ｂ型は高効率型として設計したものである。
【００１０】 Type Ａ Type Ｂ Outer dia. Ｄ1 ２００mm １００mm Inner dia. Ｄ2 １３２mm ７８mm Dia.ratio Ｄ1 ／Ｄ2 ０．６６ ０．７８ Angle of blade β1 ５６° ３０° Radius of curvature of blade ｒ ４４mm １０．５mm No.of blade Ｂ ３０ ３０ Turbine span Ｓ １００mm １００mm そして、実験装置は、概略図３に示すように構成されて
いる。すなわち、測定部には地面板を設け、風洞中心に
前記Ａ型またはＢ型の羽根車１を配置し、この羽根車１
の外周に、上板，下板に固着された案内羽根２を配置
し、羽根車１の軸には出力を測定するためのプローニブ
レーキ式トルク計測装置を取り付けている。
いる。すなわち、測定部には地面板を設け、風洞中心に
前記Ａ型またはＢ型の羽根車１を配置し、この羽根車１
の外周に、上板，下板に固着された案内羽根２を配置
し、羽根車１の軸には出力を測定するためのプローニブ
レーキ式トルク計測装置を取り付けている。
【００１１】図１，図２は前述のように構成した案内羽
根付貫流風車の概略的な構成図，斜視図であり、１は軸
方向に延びる羽根３０枚（見易くするため２１枚に減ら
して示す）を環状に配列した外形円筒状の羽根車であ
り、２はこの羽根車１の外周に沿って等間隔で渦巻状に
配置された案内羽根である。３，４は案内羽根２に固着
された上板，下板であり、５は出力軸、６は出力軸に結
合される発電機である。案内羽根２は、羽根車１の外周
円の接線方向に対し２０°の設定角度で配置している。
根付貫流風車の概略的な構成図，斜視図であり、１は軸
方向に延びる羽根３０枚（見易くするため２１枚に減ら
して示す）を環状に配列した外形円筒状の羽根車であ
り、２はこの羽根車１の外周に沿って等間隔で渦巻状に
配置された案内羽根である。３，４は案内羽根２に固着
された上板，下板であり、５は出力軸、６は出力軸に結
合される発電機である。案内羽根２は、羽根車１の外周
円の接線方向に対し２０°の設定角度で配置している。
【００１２】以上のように構成された案内羽根付貫流風
車と、風向きの関係は、図４に示すように、最初に特定
の１枚の案内羽根２が風の主流方向と平行になるように
配置し、その後上板，下板と共に案内羽根２−１を反時
計方向に回転したときの回転角αで示す。
車と、風向きの関係は、図４に示すように、最初に特定
の１枚の案内羽根２が風の主流方向と平行になるように
配置し、その後上板，下板と共に案内羽根２−１を反時
計方向に回転したときの回転角αで示す。
【００１３】図５はα＝３０°のときの負荷特性の１例
である。出力係数Ｃｐは次式による。
である。出力係数Ｃｐは次式による。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここでＴはトルク、ωは回転角速度、ρは
空気密度、Ｖは主流速度、Ａは主流に対する羽根車の投
影面積でＡ＝Ｄ1 ×Ｓである。
空気密度、Ｖは主流速度、Ａは主流に対する羽根車の投
影面積でＡ＝Ｄ1 ×Ｓである。
【００１６】また、トルク係数Ｃｔは次式による。
【００１７】
【数２】
【００１８】Ｒは羽根車半径である。
【００１９】図５は負荷特性の１例を示す図である。全
ての負荷特性実験の結果は図５と相以な傾向を示した。
図から判るように、この案内羽根付貫流風車の特性とし
ては、トルク係数Ｃｔは全負荷時すなわち回転数０のと
き最高となり、出力係数Ｃｐは全負荷と無負荷の中間で
最高となる。
ての負荷特性実験の結果は図５と相以な傾向を示した。
図から判るように、この案内羽根付貫流風車の特性とし
ては、トルク係数Ｃｔは全負荷時すなわち回転数０のと
き最高となり、出力係数Ｃｐは全負荷と無負荷の中間で
最高となる。
【００２０】図６は風向き特性の１例を示す図である。
前記回転角αを１０°づつ変えてそのときの最高の出力
係数Ｃｐと全負荷時トルク係数Ｃｔをプロットしたもの
である。図示のように最高出力係数Ｃｐは風向きにより
比較的大きく変化するが、全負荷時トルク係数Ｃｔは出
力係数Ｃｐほど大きな変化はない。変化の傾向は出力係
数Ｃｐと同じである。この実験例から、風向きについて
一応無指向性といえる。
前記回転角αを１０°づつ変えてそのときの最高の出力
係数Ｃｐと全負荷時トルク係数Ｃｔをプロットしたもの
である。図示のように最高出力係数Ｃｐは風向きにより
比較的大きく変化するが、全負荷時トルク係数Ｃｔは出
力係数Ｃｐほど大きな変化はない。変化の傾向は出力係
数Ｃｐと同じである。この実験例から、風向きについて
一応無指向性といえる。
【００２１】図７は案内羽根数による特性の１例を示す
図である。案内羽根数１枚の場合は無意味であり、２枚
は風向きの指向性が強いと考えて実験を行っていない。
よって１枚，２枚の箇所は破線とした。条件としては、
Ａ型の羽根車を用い、流速１５ｍ／ｓ、案内羽根長２０
０ｍｍで、案内羽根数を変えてそのときの最高出力係数
と全負荷トルクを調べている。
図である。案内羽根数１枚の場合は無意味であり、２枚
は風向きの指向性が強いと考えて実験を行っていない。
よって１枚，２枚の箇所は破線とした。条件としては、
Ａ型の羽根車を用い、流速１５ｍ／ｓ、案内羽根長２０
０ｍｍで、案内羽根数を変えてそのときの最高出力係数
と全負荷トルクを調べている。
【００２２】図示のように、案内羽根数の増加にしたが
い最高出力係数Ｃｐが増加するが、５枚程度から増加率
が減少する傾向がある。案内羽根なしの場合の最高出力
係数Ｃｐが０．０４７２に対し、案内羽根６枚の場合の
最高出力係数Ｃｐが０．１７５となり、なしの場合に比
べて３．７倍程度の出力増加となる。一方、全負荷トル
クＣｔは案内羽根の増加に対してやや減少の傾向があ
る。
い最高出力係数Ｃｐが増加するが、５枚程度から増加率
が減少する傾向がある。案内羽根なしの場合の最高出力
係数Ｃｐが０．０４７２に対し、案内羽根６枚の場合の
最高出力係数Ｃｐが０．１７５となり、なしの場合に比
べて３．７倍程度の出力増加となる。一方、全負荷トル
クＣｔは案内羽根の増加に対してやや減少の傾向があ
る。
【００２３】なお、各種の形状の案内羽根を用いて予備
実験を行った結果、案内羽根の形状は性能向上に殆ど関
係しないことが判明した。
実験を行った結果、案内羽根の形状は性能向上に殆ど関
係しないことが判明した。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
羽根車の外周に沿って等間隔で渦巻状に案内羽根を配置
して縮流増速することにより、風向きについての無指向
性を失うことなく、出力および効率を上げることができ
る。
羽根車の外周に沿って等間隔で渦巻状に案内羽根を配置
して縮流増速することにより、風向きについての無指向
性を失うことなく、出力および効率を上げることができ
る。
【図１】 実験例の構成図
【図２】 実験例の斜視図
【図３】 実験装置を示す図
【図４】 案内羽根付貫流風車と風向きとの関係を示す
図
図
【図５】 負荷特性の１例を示す図
【図６】 風向き特性の１例を示す図
【図７】 案内羽根数による特性の１例を示す図
【図８】 従来例の構成を示す図
１ 羽根車 ２ 案内羽根
Claims (1)
- 【請求項１】 軸方向に延びる羽根複数枚を環状に配列
した外形円筒状の羽根車と、この羽根車の外周に沿って
等間隔で渦巻状に配置した、軸方向に延びる３枚以上の
案内羽根とを備えたことを特徴とする案内羽根付貫流風
車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4456092A JPH05240141A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 案内羽根付貫流風車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4456092A JPH05240141A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 案内羽根付貫流風車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240141A true JPH05240141A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12694888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4456092A Pending JPH05240141A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 案内羽根付貫流風車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05240141A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068482A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Kunio Yagi | 風力発電ハイブリット車 |
| KR100960680B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2010-05-31 | 김영기 | 풍력발전 장치 |
| JP2013515901A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-09 | タイダル ジェネレーション リミテッド | タービンアセンブリ |
| KR101328313B1 (ko) * | 2012-04-02 | 2013-11-11 | 남도휘 | 풍량 조절장치가 구성된 풍력발전장치 |
| KR101406839B1 (ko) * | 2013-08-02 | 2014-06-13 | 오딘에너지 주식회사 | 풍력발전 타워 |
| JP2016525187A (ja) * | 2013-08-02 | 2016-08-22 | オーディン エネルギー シーオー．， エルティーディー． | 風力発電タワー |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4456092A patent/JPH05240141A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100960680B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2010-05-31 | 김영기 | 풍력발전 장치 |
| JP2009068482A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Kunio Yagi | 風力発電ハイブリット車 |
| JP2013515901A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-09 | タイダル ジェネレーション リミテッド | タービンアセンブリ |
| KR101328313B1 (ko) * | 2012-04-02 | 2013-11-11 | 남도휘 | 풍량 조절장치가 구성된 풍력발전장치 |
| KR101406839B1 (ko) * | 2013-08-02 | 2014-06-13 | 오딘에너지 주식회사 | 풍력발전 타워 |
| JP2016525187A (ja) * | 2013-08-02 | 2016-08-22 | オーディン エネルギー シーオー．， エルティーディー． | 風力発電タワー |
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