JPS6138173A - 全方位貫流型風車装置 - Google Patents

全方位貫流型風車装置

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JPS6138173A
JPS6138173A JP15869884A JP15869884A JPS6138173A JP S6138173 A JPS6138173 A JP S6138173A JP 15869884 A JP15869884 A JP 15869884A JP 15869884 A JP15869884 A JP 15869884A JP S6138173 A JPS6138173 A JP S6138173A
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JP
Japan
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vane wheel
pans
wind
wind turbine
wind mill
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JP15869884A
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Naoji Isshiki
一色 尚次
Hisao Yamaguchi
久雄 山口
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
    • F03D3/0418Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor comprising controllable elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/72Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は発−t−i風車装置に関し、特に組立構築(従
来の技術) 風車を利用する発電設備換言すれば発電用風車装置は前
世紀末から提案され利用され、その種類は多岐に亘って
いる○しかしこれまで実用化されている多くの風車装置
は水平軸式風車で、風向きの方向に回転翼車面をその都
度指向させ風力を最大限に利用するようにしたものが多
い。更に翼車が直接外気に曝されるため、台風や豪雪等
の悪天候下において強度的に7充分であシ、また長期間
の耐用性を保証するには設備の強力化、と保守管理面の
周到な配慮を必要とし、従つて諸経費の増大はまぬがれ
なかった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の基本的な目的は故障発生率を極小にし構築費、
経常管理費を含む諸経費を低廉価する小型発電用風車装
置を得ることにあるが、具体的には従来実用されている
水平状に配置された風車回転軸搭載の所謂水平軸式金髪
風車を全廃し、これに代えて全く新しい構想からなる垂
直回転軸を有すインペラー利用の燈籠型風車装置を提1
しか+するものでおる。原理的にはサポニウス型に属す
るが、考がえ方としては全たく新らしい原理に基づいて
いる。この構想によれば利用風力は上記インペラー形回
転翼車の3600四周の全方位から流入する風を100
%捕促し、これを制御ゲートによシ動翼列の直径方向流
れに定流化すると共に流速を適切に絞って風力エネルギ
を効率よく変換せしめようとすることにある0従来のよ
うに直1支柱上部に常時風圧に曝され風向に従って垂直
軸・線の回シにその風車翼面を回動するプロペラ式回転
翼車にありでは翼車を担持するケーシング本体がその都
度回動するので、強度や密封性に問題がちシかつコンパ
クト化し難いばかりでなく、故障の発生率が大、引いて
は耐久性向上の点で保守管理上問題点が多力λつた0本
発明はこれらの問題点を大幅に改善しうるものである。
(問題を解決するための手段) 本発明の主要部を構成する事項は請求範囲に記載されて
いるように、直立状に立役した中空支柱管上部に直立状
に配設した回転軸を有しかつその全周辺に動翼を等角隅
に配列したインペラーロータ形に属する回転翼車を軸架
し、更に該回転翼車を取シ巻く全周面には上下1対の皿
板によって全方位に開放された縮流断面の環状空間が形
成されると共に、該環状通路内には歯付きベルトによシ
連動的に運動する開閉自在な制御ゲートが前記回転翼前
面を取巻いて設けられている。該制御ゲートは四周の環
状流路を全閉するに足る複数個例えば10個のゲートヲ
連動可能に連結してサーボ機構を介して駆動される。回
転翼車軸の回転は中空支柱管内に内蔵した縦走伝達回転
軸を介して支柱管下部に設定した発i!機4−または油
圧ポンプ÷へ伝達される。発電機を定格回転数に保持す
るため即ち回転翼車の回転数とその回転トルクをほぼ規
定範囲に保つ丸めマイコンに子しめ付与された条件に従
って、前記制御ゲートの開閉を自動的に制御するように
したことも実施上は重要な事項である。台風時、前記ゲ
ートは円環状に全周を閉鎖するまで回動されその結果と
して突風に対する抵抗は極小化される。
更に本装置の構築上の特徴は基礎基板の築造のみ現場で
行ない、その他の支柱台、支柱、風車本体は個別に工場
生産し、個別に運搬可能とし現場組立てを原則とするか
ら構築費のコストダウンが計られ僻地、離島建設に適し
ている。また支柱と基台部分のみを鋼製とし、その他の
部分は強化プラスチック(FRP)製とするものである
から、軽量で、塩害(潮風)にも耐える。更にまた耐風
雨性を向上させるため、主要部分は凡て筐体内に収容し
、O−リングやオイルシールの使用により耐水性を保証
し、回転部分は凡てころがシ軸受を用いこれにグリース
潤滑方式をとって保守管理の容易性を計ったことも留意
さるべきである。
(実施例) 第1図は本発明の最も特徴ある風車装置の風車本体4を
示し、第2図は装置の全体的外観を示すもので、恰も全
体的には燈籠の如き外観を呈する0第2囚下方に総称し
て示す台座lは基礎鉄筋コンクリートブロックll上に
アンカーボルトによシ固定化した基板12によシ築造さ
れる。該基板12上には主柱台2がボルトによシ締結さ
れ、該主柱台2内に支柱3を挿入し固定される。5は発
電機を内蔵する発電機収容箱で、中空鋼製の支柱管内部
には上方から下方に縦走する回転伝動軸が内装され、1
対のベベルギアを介して発電機に連結される。51は増
速機を内蔵する筐体部で、この部分で風車の回転は略3
000〜6000r、p、mに増速され発電線は定格回
転で運転されるようになる。6は台座上に形成した蓄電
池収容箱である。
4は前記中空支柱3の上端に形成した風車本体を示す。
風車本体4は中心部に回転翼車50、その上方に上部皿
板42、その下方に下部皿板43を固設して該上下一対
の皿板間に全方位に開放された風速捕捉用の環状空間4
7が形成されている。
この上部皿板42の上面には天蓋44がOリングを介し
て一体的にボルト締め結合され恰も算盤玉状の形態をと
る。下部皿板43も下方から下部掩蓋45によって蔽わ
れ、同様の形態をとる。これらの上下皿板は10個の連
結棒46により強固に結合される。41は制御ゲートを
示す。このゲート41は図示では1個だけ示されている
が複数個例えば】0個の制御ゲートが歯付きベルトによ
り一斉運動可能に連結さ几ている。この制御ゲートは回
転翼車の定常的運転を確保するようにサーボモータ43
によって制御駆動される。6は支柱吊下用のフックを示
し6′は柱が高くなったときのワイヤロープの掛9であ
る。また8は回転翼車本体の組立解体用の吊下アイボル
トである。第1図の風車本体断面に示す51は回転翼車
の外周に配列された動翼を示し、52は翼車軸である。
第3図は回転翼車の回転軸線に直角な断面図で、X方向
から流入する利用風速Vは隣シ合う制御ゲート41と4
1間に形成された漸次減小する縮流路を通してその風速
をV、まで増加し動翼51に衝き当p翼車を回転する0
翼車に変換される回転に流入する風速の増大化はエネル
ギー変換効率を高めるものである。次いで動翼51”5
通った利用風速は略回転中心上を経て反対餉に位する動
翼および制御ゲートを通ってY方向の外部へ排出される
。制御ゲート41は第1図に示Tように縦長の略六角形
状板体から作製さむ一上部皿板42と下部皿板43に設
けた枢軸軸受によって支持された枢軸47を通して回動
制御操作が可能である。制御グー)41は全周に10個
等間隔を置いて配置され、これらのゲート41は枢軸4
1の下部に取付けた歯付きプーリ48およびこれらのプ
ーリに掛は渡された歯付きベルト55によって一斉に開
閉制御運動が可能(こされる〇第4図には各歯付きプー
リ4Bと歯付きベルト55間の噛合い係会のガタ付きを
防止するばねを利用したベルト緊張装置56が示されて
いる。第5図は下部皿板43の一部に設けた制御ゲート
駆動舒を示T061はサーボモータでその電力源は風車
発電力の一部がこれ蚤こ利用されるように回路接続が行
なわnており、その作動制御は桶孜風速Vと回転翼車の
トルクの変動に見合せ、予め与えられたマイコン採用の
仕様に従って行なわnる062はハーモニック高減速部
、63は前述した歯付きベルトに噛合Tる制御用駆動プ
ーリを示T。
@6図は中空支柱管下方に内装され7’(1対の傘歯車
の取付状態を示す。75は上方の回転翼車軸に連結され
た回転伝達軸で、中空支柱管3の内部を縦走垂下し、そ
の下端に傘歯車71を固着し、これに傘歯車72が直交
して竪み合う。73は発電機にいたる入力回転軸で、高
増減機74を経て発電機13000乃至6000 rl
、m  で回転するように設計される。
第7図は本発明の発電用風車装置に採用される電気制御
回路の一例を示す。この制御回路は風力発電設備の無人
達転化を目標として描かれている。
図中、Gは交流発電機、CTは変流器、CRはブリッジ
整流器、DRはダイオード整流器、Bは蓄電池、P・・
・・・・放電電力測手器、2はツェナーダイオード、R
は抵抗、RYはリレー、Lは負荷、Aは増巾器を示し、
S、M、はサーボモータで第5図の62に相当する。同
図において回転翼車4の回転が単標回転数に達しない場
合或は異常高速で回転するとき、発電機出力回路の出力
電流はブリッジ整流器CRによシ引出され、これに対応
する電圧値はツェナーダイオード2と抵抗Rとから成る
基準電圧回路の電圧値と比較され、その差値は増巾器A
によって増巾され、その増中値がサーボモータSMへ作
動信号を送出する。これによって制御ゲートの傾角は回
動制御され、回転翼車の回転は常時一定に保持するよう
制御される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置に係る風車本体部分の直立側面図、 第2図は本発明の発電用風車装置の全体的外観図、 第3図1t、!1図のゲートを通る水平断面図、第4図
は第1図の下部皿板内部を横切る水平断面図、 第5図は第2図のサーボモータケーシングの内部を示す
部分的拡大断面図、 第6図は中空支柱管内に内蔵された発電機入力軸端にお
ける一対の傘歯車取付は部の拡大断面図、第7図は制御
ゲート操作用の電気的制御回路例を示す。 l・・・・・・台座、2・・・・・・支柱台、3・・・
・・・支柱、4・・・風車本体、5・・・・・・発電機
筐体、41・・・・・・制御ゲート、42・・・・・・
上部皿板、43・・・・・・下部皿板、44・・・・・
・天蓋、45・・・・・・下部塔蓋。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 支柱台上に中空支柱を立設し、該支柱管の上部に発電用
    風車本体を搭載した風車装置であって、前記風車本体は
    中空支柱の上端に回転軸を垂直方向に保持して回転自在
    に軸受された回転翼車と、該回転翼車の上側および下側
    に固設した上下一対の皿板とを具備し、かつ該皿板間に
    形成された環状空間を巡って還状に配列された一連のゲ
    ート群が駆動源によって開閉可能に連結され るようにしたことを特徴と する全方位貫流型風車装置。
JP15869884A 1984-07-31 1984-07-31 全方位貫流型風車装置 Pending JPS6138173A (ja)

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JP15869884A JPS6138173A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 全方位貫流型風車装置

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JP15869884A JPS6138173A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 全方位貫流型風車装置

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JPS6138173A true JPS6138173A (ja) 1986-02-24

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ID=15677399

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JP15869884A Pending JPS6138173A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 全方位貫流型風車装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2808845A1 (fr) * 2000-05-12 2001-11-16 Gilbert Auguste Messager Turbine a axe vertical avec volets regulateurs permettant la concentration des vents et la protection par forte tempete
JP2014510236A (ja) * 2011-04-28 2014-04-24 ミョンスン ベ 多目的回転装置とこれを備えた発電システム
RU2686529C2 (ru) * 2018-04-19 2019-04-29 Сергей Викторович Дёмин Бортовой ветрогенератор

Cited By (4)

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FR2808845A1 (fr) * 2000-05-12 2001-11-16 Gilbert Auguste Messager Turbine a axe vertical avec volets regulateurs permettant la concentration des vents et la protection par forte tempete
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US9512815B2 (en) 2011-04-28 2016-12-06 Myung-soon Bae Multipurpose rotary device and generating system including same
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