JPH09287549A - ハイブリッド形風力タービン - Google Patents

ハイブリッド形風力タービン

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JPH09287549A
JPH09287549A JP8101020A JP10102096A JPH09287549A JP H09287549 A JPH09287549 A JP H09287549A JP 8101020 A JP8101020 A JP 8101020A JP 10102096 A JP10102096 A JP 10102096A JP H09287549 A JPH09287549 A JP H09287549A
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JP
Japan
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turbine
wind turbine
type wind
darrieus
shaft
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JP8101020A
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Kazuyoshi Miyagawa
和芳 宮川
Shigekazu Uehara
重和 上原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のハイブリッド形風力タービンにおいて
は、遅い周速ではサボニウス形風力タービンがダリウス
形風力タービンを駆動するが、速い周速ではダリウス形
風力タービンがサボニウス形風力タービンを駆動する状
態となるため、速い周速ではダリウス形風力タービン単
体の場合に比較してトルクロスが生じて効率が低下する
などの不具合がある。 【解決手段】 ダリウス形風力タービンとサボニウス形
風力タービンとの各タービン軸が互いに連結されて回転
するハイブリッド形風力タービンにおける両タービン軸
の間に一方向クラッチを介装しダリウス形風力タービン
の高周速域においては両タービン軸の連結を解除するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電などに適
用されるハイブリッド形風力タービンに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は風力発電などに使用されている従
来のハイブリッド形風力タービンの説明図である。図に
おいて、ハイブリッド形風力タービンは共に翼車が垂直
軸の周囲を水平方向に回転するダリウス形風力タービン
とサボニウス形風力タービンとを組み合わせたものであ
る。ダリウス形風力タービンの翼車1は固定軸6を中心
に回転するように形成されている。サボニウス形風力タ
ービンの翼車2のタービン軸5は固定軸6の外側に同軸
状に装着されており、適宜の個所に設けられた軸受7を
介して固定軸6を中心軸として回転自在に支持されてい
る。ダリウス形風力タービンの翼車1上端は固定軸6に
軸受7を介して回転自在に支持されているが、下端はサ
ボニウス形風力タービンのタービン軸5に固定されてい
る。発電機9は架台10の内側に設置されており、架台
10に軸受7を介して支持されているサボニウス形風力
タービンのタービン軸5の回転が動力伝達装置8を介し
て伝えられ、発電を行うようになっている。
【0003】このように、従来のハイブリッド形風力タ
ービンにおいてはダリウス形風力タービンとサボニウス
形風力タービンとの回転軸が互いに共通になっており、
自己始動性のないダリウス形風力タービンにサボニウス
形風力タービンを連結することにより自己始動が可能に
なるとともに、速い周速で効率が高いが遅い周速では効
率が著しく低下するダリウス形風力タービンと遅い周速
で効率が高いサボニウス形風力タービンとを連結するこ
とにより遅い周速から動力の回収が可能になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のハイブリッド形風力タービンにおいては、
遅い周速ではサボニウス形風力タービンがダリウス形風
力タービンを駆動するが、速い周速ではダリウス形風力
タービンがサボニウス形風力タービンを駆動する状態と
なるため、速い周速ではダリウス形風力タービン単体の
場合に比較してトルクロスが生じて効率が低下するなど
の不具合がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るハイブリッ
ド形風力タービンは上記課題の解決を目的にしており、
ダリウス形風力タービンとサボニウス形風力タービンと
の各タービン軸が互いに連結されて回転するハイブリッ
ド形風力タービンにおける上記両タービン軸の間に一方
向クラッチが介装され上記ダリウス形風力タービンの高
周速域においては上記両タービン軸の連結を解除するよ
うになっている。これにより始動時から低周速域までは
サボニウス形風力タービンがダリウス形風力タービンを
駆動してダリウス形風力タービンが自己増速できるとこ
ろまで助成するが、ダリウス形風力タービンの回転速度
がサボニウス形風力タービンの回転速度を上回る高周速
域では一方向クラッチが両タービン軸を切り離してダリ
ウス形風力タービンはサボニウス形風力タービンを負荷
とすることなく独自の速度で回転する。また、ダリウス
形風力タービンの周速が低下してダリウス形風力タービ
ンの回転速度がサボニウス形風力タービンの回転速度を
下回る低周速域では一方向クラッチが両タービン軸を連
結する。即ち、風速が低速度の場合はサボニウス形風力
タービンでダリウス形タービンを駆動し、風速が高速度
の場合はサボニウス形風力タービンを切り離してダリウ
ス形タービンのみで被駆動物を駆動することにより、特
に高風速度域において高いトルクを得ることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1および図2は本発明の実施の
一形態に係るハイブリッド形風力タービンの説明図であ
る。図において、本ハイブリッド形風力タービンは風力
発電などに使用されるもので、図1(a)に示すように
翼車が共に垂直軸の周囲を水平方向に回転するダリウス
形風力タービンとサボニウス形風力タービンとを組み合
わせたものである。ダリウス形風力タービンの翼車1は
固定軸6を中心に回転するように形成されている。サボ
ニウス形風力タービンの翼車2のタービン軸5は固定軸
6の外側に同軸状に装着されており、適宜の個所に設け
られた軸受7を介して固定軸6を中心軸として回転自在
に支持されている。ダリウス形風力タービンの翼車1上
端は固定軸6に軸受7を介して回転自在に支持されてい
るが、下端はサボニウス形風力タービンのタービン軸5
に固定されておらず、サボニウス形風力タービンのター
ビン軸5と同心状に外装されているダリウス形風力ター
ビンのタービン軸4に固定され、タービン軸4の下端は
動力伝達装置8に接続されてタービン軸4の回転が動力
伝達装置8に伝達されるようになっている。発電機9は
架台10の内側に設置されており、架台10に軸受7を
介して支持されているダリウス形風力タービンのタービ
ン軸4の回転が動力伝達装置8を介して伝えられて発電
を行うようになっている。
【0007】ダリウス形風力タービンのタービン軸4と
サボニウス形風力タービンのタービン軸5とは同心状に
組立てられているが互いに異なる回転軸で、適宜の位置
に設けられた一方向クラッチ3により連結されている。
ダリウス形風力タービンのタービン軸4は動力伝達装置
8の駆動側に、サボニウス形風力タービン軸5は被駆動
側にそれぞれ設置されている。一方向クラッチ3は同図
(b)に示すように固定軸6を中心に適宜の個所を軸受
で回転自在に支持されたサボニウス形風力タービンのタ
ービン軸5にキーを介して結合されたボス3cに焼き嵌
めなどで一体に結合されており、その外周面に設けた傾
斜溝と、この傾斜溝内に挿入された円柱状のころ3b
と、ころ3bを付勢するばね3aなどとから成ってい
る。傾斜溝はころ3bが転動可能な周方向の長さを有し
ている。傾斜溝の深さは一方の端部が他方の端部よりも
深くなるように傾斜して形成され、他方の端部の深さは
ころ3bの直径よりも少しだけ小さく作られている。ダ
リウス形のタービン軸4は、このように形成された一方
向クラッチ3の外周縁と内接するように取付けられてい
る。
【0008】風速が低速度域の場合にサボニウス形風力
タービンのタービン軸5が図における反時計方向に回転
すると、ころ3bが傾斜溝の浅い側に転動してダリウス
形風力タービンのタービン軸4と一方向クラッチ3とに
よって圧力を受け、サボニウス形風力タービンのタービ
ン軸5の回転がダリウス形風力タービンのタービン軸4
に伝達され、発電を行うためのトルクが発生する。ま
た、風速が増加して回転数が所定値を上回ると、ダリウ
ス形風力タービンのタービン軸4の回転数がサボニウス
形風力タービンのタービン軸5の回転数よりも増加して
ころ3bの圧力が減じ、一方向クラッチ3が外れてター
ビン軸4,5の結合が解かれ、ダリウス形風力タービン
のタービン軸4のみによる発電が行われる。
【0009】このように始動時から低周速域まではサボ
ニウス形風力タービンがダリウス形風力タービンを駆動
してダリウス形風力タービンが自己増速できるところま
で助成するが、それ以上の高周速域ではダリウス形風力
タービンの回転数がサボニウス形風力タービンの回転数
よりも大きくなって一方向クラッチ3の作用でタービン
軸5がタービン軸4から切り離され、ダリウス形風力タ
ービンはサボニウス形風力タービンを負荷とすることな
く、独自の速度で回転する。また、回転速度が低下する
ときにも一方向クラッチ3の上記と逆の作用でタービン
軸4,5が結合する。即ち、図2(b)に示すように風
速が遅い場合はサボニウス形風力タービンで発電機9を
駆動し、風速が速くなった場合は一方向クラッチ3を介
してサボニウス形風力タービンを切り離してダリウス形
風力タービンのみで発電機9を駆動することにより、風
速が低速、高速何れの場合においても発電が可能である
とともに、特に高速度域においては同図(a)に示すよ
うに従来のハイブリッド形風力タービンよりもトルクが
増加する。
【0010】従来のハイブリッド形風力タービンにおい
ては、遅い周速ではサボニウス形風力タービンがダリウ
ス形風力タービンを駆動するが、速い周速ではダリウス
形風力タービンがサボニウス形風力タービンを駆動する
状態となるため、速い周速ではダリウス形風力タービン
単体の場合に比較してトルクロスが生じて効率が低下す
るなどの不具合があるが、本ハイブリッド形風力タービ
ンにおいては高周速域における効率を向上させるために
ダリウス形風力タービンのタービン軸4とサボニウス形
風力タービンのタービン軸5とを一方向クラッチ3を介
して、即ちダリウス形風力タービンのタービン軸4を一
方向クラッチの駆動側に、サボニウス形風力タービンの
タービン軸5を被動側にそれぞれ接続しており、風速が
低速度域の場合はサボニウス形風力タービンのタービン
軸5の回転がダリウス形風力タービンのタービン軸4に
一方向クラッチ3により伝達されて発電機9を回転させ
るトルクが発生する。また、風速が増加してダリウス形
タービン軸4の回転数がサボニウス形風力タービンのタ
ービン軸5の回転数を上回わると一方向クラッチ3が外
れてタービン軸4,5の結合が解かれてダリウス形風力
タービンのタービン軸4のみによる発電が行われる。こ
れにより、高周速域においても高いトルクを得ることが
できて従来のハイブリッド形風力タービンよりも高い動
力の回収性能を得ることができる。
【0011】
【発明の効果】本発明に係るハイブリッド形風力タービ
ンは前記のように構成されており、特に高風速度域にお
いて高いトルクを得ることができるので、従来のハイブ
リッド形タービンよりも効率良く高風速度域における風
力の回収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の実施の一形態に係るハイ
ブリッド形風力タービンの断面図、同図(b)はその一
方向クラッチの断面図である。
【図2】図2はその作用説明図である。
【図3】図3は従来のハイブリッド形風力タービンの断
面図である。
【符号の説明】
1 ダリウス形風力タービンの翼車 2 サボニウス形風力タービンの翼車 3 一方向クラッチ 4 ダリウス形風力タービンのタービン軸 5 サボニウス形風力タービンのタービン軸 6 固定軸 7 軸受 8 動力伝達装置 9 発電機 10 架台 3a ばね 3b ころ 3c ボス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダリウス形風力タービンとサボニウス形
    風力タービンとの各タービン軸が互いに連結されて回転
    するハイブリッド形風力タービンにおいて、上記両ター
    ビン軸の間に介装され上記ダリウス形風力タービンの高
    周速域においては上記両タービン軸の連結を解除する一
    方向クラッチを備えたことを特徴とするハイブリッド形
    風力タービン。
JP8101020A 1996-04-23 1996-04-23 ハイブリッド形風力タービン Withdrawn JPH09287549A (ja)

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