JPS6098103A - 可動翼空気タ−ビン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空気流の往復連動エネルギーから効率的に
動力を得ようとするものであシ、特に、海水の波エネル
ギーから機械工２・ルギーを取出す可動翼空気タービン
装置に関する。

周知のように、全気室内に海波會導びへ、この海波によ
って生ずる使気室内部におりる水面の上下運動ｔ−空気
エネルギーに変換し、この空気エネルギーにより空気タ
ービンを駆動して機械エネルギーを取出す装置が開発は
れている。

この装置としては、特開昭５３−９２０６０号公報にし
、ｊ示されているロータリトランスデユーサ、所謂ウェ
ルズタービンが注目芒れている。

このウェルズタービンは対称翼を用イｉ　単Ｍ　す構造
の羽根車が空気の流れ方向にかかわらず同一方向に回転
１′るものであり、このタービンを使用した場合、従来
装部のように空気流を一定方向に胤流する弁＠構が不用
となる。したがって、このタービンは弁の保守に枢点の
あるψ米の空気タービンの欠点を克服する／Ｉｕ点を不
している。

シカしながら、このウェルズタービンはローターブレー
ドがローターに固定されているため、自己起動性が弱く
、しかも、最大効率が低い、軸推力が大きい、連転が不
安定であるなど神々の欠点を有している。

ところで、本願出願人が山鳩した往俵流窒気タービン装
置（特願昭５６−１８９５９９号）は、このような欠点
をかなシ改善でき望ましいと考えられるが、ローターリ
ムが装着されているため、軸受に加わる加重等によシ、
タービンの定４’ｔｔ　・’Ｊ：様が限られる。また、
ローターブレードの支持軸がブレードの前縁側に設けら
れて因るため、ロータが水平に設置された場合、ロータ
ーブレードの後縁側が垂下する。したがって、ブレード
に働く流体力のモーメント、ピッチング時にかかる慣性
モーメントが大すく、例えば下方から吹上げる空気流に
対して充分なトルクが得られないという問題を有してい
る。

この発明は上記事情に基づいてなされたものであり、そ
の目白りとするところはローターブレードの零揚力面が
翼形１心において所定角度目くしてタービンの流体効率
を高めることができ、起動特性および運転特性が良好で
、ローターの細心方向の（”］れの向きの気流に対して
も一定方向に効率よく回転してエネルギーを得ることが
可能な可動翼空気タービン装置を提供しようとするもの
である。

以下、この発明の一実施例について図面を参Ｊはして睨
明する。

第１図、第２図において、ローター１１の周囲には所定
間隔離間して複数のローターブレード１２が設けられる
。これらローターブレートノ２は対称翼形とされておシ
、この翼形の重心にはそれぞれブレード軸１３の一端部
が固着芒れてしる。これらブレードη４１１ＪＪの他端
部はローター１１の内部に設けられたブレード軸受部１
４によって保持される。第３１￥１は第２図中にＯＥ：
ｌＪ　Ａで示す軸受部１４を取出して示すものである。

この軸受部１４はスラストとラディアル金兼ねた機能を
もつよう構５１　＃　、ｆする。ｊｉ’ｌＪち、ブレー
ド軸１３の他端部には遠心方向（軸心方向）にブレード
軸１３を抜止め保持する例えは円盤状の鍔１５が所定間
隔離間して複数１［−取付しＪられる。また、ブレード
軸１３の他端面にはｕｌ、４図に示す如く断面が略半円
径の段部１３１が形成されている。前記ブレード軸受部
１４はこのような構成のブレード軸１３に対応する構成
となされておシ、且つ、前記段部１３１と対応する部分
にはブレード軸１３およびローター７゛レード１２が所
定角度（各方向で゛１０°″前後）回転可能となるよう
に切欠かれたストツノ９一部１４１が形成ちれている。

このストッパ一部１４Ｉはブレード軸１３０回転福度を
１）６める機Ｈｅを有しており、この角度は負荷トルク
あるいは海叙売件に応じて設定される。尚、ブレード軸
受部１４とブレード細ノ３の肘聞には潤滑油が光填され
ておシ、この鈎渭油はブレード軸１３の周囲に設けられ
たバッキング１６によって題詞されている。

このような横取において、第１図に示す如く、笑勝矢印
方向ある込は点線矢印方向にを気ｖ１ｔが生ずると、こ
の空気流に応じてローターブレード１２が冥緋あるいは
点線で示す如く回動びれ、この回動した状態において矢
印Ｂ方向の回転力が発生される。したがって、ローター
１２は空気流の何れの方向に対しても第２図に示す矢印
Ｃ方向に回転される。

第５図は、上記構成の司動翼荒気タービン装置を波力発
１装置に適用した状態を示すものであシ、５１は海技が
導入される梨気イ、５２は空気流を導び〈導管、５３は
可動８壁気タービン、６４はクーーシング、５５は流体
抵抗を小さくするために取付けられた円錐体、５６ケま
可動数空気タービン５３を回転可能に保持する軸受、５
７は発電機、５８は発電機５７と可動ｇ金気タービン５
３とを私金する結合器である。このような構成において
、を気￥５１内で発生されるち！気流が’ｔ＝Ｊ動放窒
気タービン５３に惧矛１）され、このタービン５３が回
転芒れて発゛市（触５７が駆動され１ａ力が発生ちれる
。

上記実施例によれば、ローターブレード１２の軸１３を
ロータ１１のみによって所定角度回転可能に保持してい
る。したがって、従来のようにローターリムを使用しな
いためＧＩＪ　を小さくすることができ、よシ小でい空
気エネルギーで蝮時間に始動することが可能である。

また、空気エネルギーの変化に対する応答が速いため、
起動域および低速領域よ多出力を発生する。、込函域へ
の移行域における性能を向上できる。このことは海洋波
が不規則で非常に変動するエネルギーであることから、
ｌｈｊ水の波動連動より動力を取出す金気タービンの場
合、稼動率を高めるために極めて有効である。

さらに、ブレード軸１３が汎形のｌ心に設けられている
。したがって、ローター１１を水平方向に設置した場合
においても、ローターブレード１２の塔部力面が無風時
に水平に仙ξ持されるため、上方あるいは下方からの金
気流に対してはは同等のトルクで起動することができる
。

さらに、ローターブレード１２がノブ１足角度回転する
ため、タービンを通過する金気の軸流速度が工″ｄ太し
、タービン効率が向上するとともに、ローターの軸方向
推力も減少することができる。

尚、このタービンは起動性が良好であるため、ローター
ブレードの形状としてはＮＡＣＡＯＯ１２より薄い方が
望ましい（ＮＡＣＡ　＝米国国立航空学面間妥員会）。

また、軸受部の構成はスラストすベシ軸受に限らず、例
えば軸および軸受部に対向して６９部を設け、この溝部
にベアリングを配設し、このベアリングによって軸を回
転自在に抜止め保持するような構成としてもよい。

芒らに、ロータブレードの斂は８枚に限らず適宜変更可
能であり、その断面形状も対称翼に限らず非対称汎とし
てもよい。

また、この発明のタービンを波力発電装置に適用する場
合、タービンの前方および後方に空気流をブレードに導
ひく案内羽根を設ｋｊれは、さらにタービンの効率を高
めることがＤＪ能である。

その他、この発明の要旨を変えない軛囲で神々変形実施
可能なことは勿論である。

以上、詳述したようにこの発明によれは、ローターブレ
ードの零掲力面が洲形重心において所定角度回転可能と
なるよう軸を設け、この軸をローターのみによって保持
することによシ、ＧＤ　を不妊〈シてタービンの流体効
率を高めることができ、起動特性および運転特性が良好
で、ローターの細心方向の１ｉ１れの向きの気流に対し
ても一定方向に効率よく回転してエネルギーを得ること
が可能な可動翼金気タービン装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明に係わるｕＪ勤ｆ＆窒気ター
ビン装置の一実施例を示すものであり、第１図は佃］面
図、第２図は正面図、第３図は第２図の景部を取出して
示す断■図、第４図は第３図のｆＶ−ＩＶｉｉに沿う世
【面図、ｇＩ！５図はこのづ６明が通用きれる波力発電
装置１への一例を示す細断面図である。 １ノ・・ロータ、ノ２・・・ローターブレード、Ｊ３・
・・ブレード軸、１３１・・・段部、１４・・・ブレー
ト軸受部、１４Ｉ・・・ストッパ一部。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ローターとこのローターの周囲に所定間隔離間して＋Ｊ
   ！数個配設される翼形のローターブレートド、一端部が
   このローターブレードの累形重心に設けられ他端部が前
   記ローターに所定角度回転可能に抜止め保持され、前記
   ローターブレードの零揚力面がローターの軸方向の例れ
   の空気流に対しても所定角度回転ｂ」能とする１曲とを
   具９１１１することを特徴とする用動諷空気タービン装
   置。