JPH0114401B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0114401B2 JPH0114401B2 JP58206428A JP20642883A JPH0114401B2 JP H0114401 B2 JPH0114401 B2 JP H0114401B2 JP 58206428 A JP58206428 A JP 58206428A JP 20642883 A JP20642883 A JP 20642883A JP H0114401 B2 JPH0114401 B2 JP H0114401B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- blade
- turbine
- shaft
- air
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/12—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing kinetic energy, e.g. using flywheels
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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)
- Power Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、空気流の往復運動エネルギーから
効率的に動力を得ようとするものであり、特に、
海水の波エネルギーから機械エネルギーを取出す
可動翼空気タービン装置に関する。
効率的に動力を得ようとするものであり、特に、
海水の波エネルギーから機械エネルギーを取出す
可動翼空気タービン装置に関する。
周知のように、空気室内に海波を導びき、この
海波によつて生ずる空気室内部における水面の上
下運動を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されている。この装置と
しては、特開昭53−92060号公報に開示されてい
るロータリトランスデユーサ、所謂ウエルズター
ビンが注目されている。このウエルズタービンは
対称翼を用いた単純な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するものであ
り、このタービンを使用した場合、従来装置のよ
うに空気流を一定方向に整流する弁機構が不用と
なる。したがつて、このタービンは弁の保守に難
点のある従来の空気タービンの欠点を克服する利
点を有している。
海波によつて生ずる空気室内部における水面の上
下運動を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されている。この装置と
しては、特開昭53−92060号公報に開示されてい
るロータリトランスデユーサ、所謂ウエルズター
ビンが注目されている。このウエルズタービンは
対称翼を用いた単純な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するものであ
り、このタービンを使用した場合、従来装置のよ
うに空気流を一定方向に整流する弁機構が不用と
なる。したがつて、このタービンは弁の保守に難
点のある従来の空気タービンの欠点を克服する利
点を有している。
しかしながら、このウエ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、運転が不安定であるなど種々の欠点
を有している。
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、運転が不安定であるなど種々の欠点
を有している。
ところで、本願出願人が出願した往復流空気タ
ービン装置（特願昭56−189599号）は、このよう
な欠点をかなり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
加わる加重等により、タービンの定格仕様が限ら
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いるため、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。したがつて、ブレードに働く流体力の
モーメント、ピツチング時にかかる慣性モーメン
トが大きく、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。
ービン装置（特願昭56−189599号）は、このよう
な欠点をかなり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
加わる加重等により、タービンの定格仕様が限ら
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いるため、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。したがつて、ブレードに働く流体力の
モーメント、ピツチング時にかかる慣性モーメン
トが大きく、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、その目的とするところはローターブレード
の零揚力面が翼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
つて保持することにより、GD2（リムのはずみ車
効果）を小さくしてタービンの流体効率を高める
ことがき、起動特性および運転特性が良好で、ロ
ーターの軸心方向の何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。
あり、その目的とするところはローターブレード
の零揚力面が翼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
つて保持することにより、GD2（リムのはずみ車
効果）を小さくしてタービンの流体効率を高める
ことがき、起動特性および運転特性が良好で、ロ
ーターの軸心方向の何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照
して説明する。
して説明する。
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１
２が設けられる。これらローターブレード１２は
対称翼形とされており、この翼形の重心にはそれ
ぞれブレード軸１３の一端部が固着されている。
これらブレード軸１３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１４によつて保
持される。第３図は第２図中に〇印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１
４はスラストとラデイアルを兼ねた機能をもつよ
う構成される。即ち、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
め保持する例えば円盤状の鍔１５が所定間隔離間
して複数個取付けられる。また、ブレード軸１３
の他端面には第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り、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
ーブレード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パー
部１４1が形成されている。このストツパー部１
４1はブレード軸１３の回転精度を高める機能を
有しており、この角度は負荷トルクあるいは海象
条件に応じて設定される。尚、ブレード軸受部１
４とブレード軸１３の隙間には潤滑油が充填され
ており、この潤滑油はブレード軸１３の周囲に設
けられたパツキング１６によつて密封されてい
る。
には所定間隔離間して複数のローターブレード１
２が設けられる。これらローターブレード１２は
対称翼形とされており、この翼形の重心にはそれ
ぞれブレード軸１３の一端部が固着されている。
これらブレード軸１３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１４によつて保
持される。第３図は第２図中に〇印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１
４はスラストとラデイアルを兼ねた機能をもつよ
う構成される。即ち、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
め保持する例えば円盤状の鍔１５が所定間隔離間
して複数個取付けられる。また、ブレード軸１３
の他端面には第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り、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
ーブレード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パー
部１４1が形成されている。このストツパー部１
４1はブレード軸１３の回転精度を高める機能を
有しており、この角度は負荷トルクあるいは海象
条件に応じて設定される。尚、ブレード軸受部１
４とブレード軸１３の隙間には潤滑油が充填され
ており、この潤滑油はブレード軸１３の周囲に設
けられたパツキング１６によつて密封されてい
る。
このような構成において、第１図に示す如く、
実線矢印方向あるいは点線矢印方向に空気流が生
ずると、この空気流に応じてローターブレード１
２が実線あるいは点線で示す如く回動され、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。したがつて、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。
実線矢印方向あるいは点線矢印方向に空気流が生
ずると、この空気流に応じてローターブレード１
２が実線あるいは点線で示す如く回動され、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。したがつて、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、上記構成の可動翼空気タービン装置
を波力発電装置に適用した状態を示すものであ
り、５１は海波が導入される空気室、５２は空気
流を導びく導管、５３は可動翼空気タービン、５
４はケーシング、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は可動翼空気ター
ビン５３を回転可能に保持する軸受、５７は発電
機、５８は発電機５７と可動翼空気タービン５３
とを結合する結合器である。このような構成にお
いて、空気室５１内で発生される空気流が可動翼
空気タービン５３に供給され、このタービン５３
が回転されて発電機５７が駆動され電力が発生さ
れる。
を波力発電装置に適用した状態を示すものであ
り、５１は海波が導入される空気室、５２は空気
流を導びく導管、５３は可動翼空気タービン、５
４はケーシング、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は可動翼空気ター
ビン５３を回転可能に保持する軸受、５７は発電
機、５８は発電機５７と可動翼空気タービン５３
とを結合する結合器である。このような構成にお
いて、空気室５１内で発生される空気流が可動翼
空気タービン５３に供給され、このタービン５３
が回転されて発電機５７が駆動され電力が発生さ
れる。
上記実施例によれば、ローターブレード１２の
軸１３をローター１１のみによつて所定角度回転
可能に保持している。したがつて、従来のように
ローターリムを使用しないためGD2を小さくする
ことができ、より小さい空気エネルギーで短時間
に始動することが可能である。
軸１３をローター１１のみによつて所定角度回転
可能に保持している。したがつて、従来のように
ローターリムを使用しないためGD2を小さくする
ことができ、より小さい空気エネルギーで短時間
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り出力を発生す
る高速領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、海水の波動運動より
動力を取出す空気タービンの場合、稼動率を高め
るために極めて有効である。
いため、起動域および低速領域より出力を発生す
る高速領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、海水の波動運動より
動力を取出す空気タービンの場合、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が翼形の重心に設けら
れている。したがつて、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１
２の零揚力面が無風時に水平に保持されるため、
上方あるいは下方からの空気流に対してほぼ同等
のトルクで起動することができる。
れている。したがつて、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１
２の零揚力面が無風時に水平に保持されるため、
上方あるいは下方からの空気流に対してほぼ同等
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が所定角度回転
するため、タービンを通過する空気の軸流速度が
増大し、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。
するため、タービンを通過する空気の軸流速度が
増大し、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NACA0012よ
り薄い方が望ましい。（NACA＝米国国立航空学
諮問委員会）。
ローターブレードの形状としてはNACA0012よ
り薄い方が望ましい。（NACA＝米国国立航空学
諮問委員会）。
また、軸受部の構成はスラストすべり軸受に限
らず、例えば軸および軸受部に対向して溝部を設
け、この溝部にベアリングを配設し、このベアリ
ングによつ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。
らず、例えば軸および軸受部に対向して溝部を設
け、この溝部にベアリングを配設し、このベアリ
ングによつ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。
さらに、ロータブレードの数は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
ず非対称翼としてもよい。
宜変更可能であり、その断面形状も対称翼に限ら
ず非対称翼としてもよい。
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
をブレードに導びく案内羽根を設ければ、さらに
タービンの効率を高めることが可能である。
用する場合、タービンの前方および後方に空気流
をブレードに導びく案内羽根を設ければ、さらに
タービンの効率を高めることが可能である。
その他、この発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。
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ば、ロー
ターブレードの零揚力面が翼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
ターのみによつて保持することにより、GD2を小
さ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
の軸心方向の何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できる。
ターブレードの零揚力面が翼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
ターのみによつて保持することにより、GD2を小
さ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
の軸心方向の何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できる。
第１図、第２図はこの発明に係わる可動翼空気
タービン装置の一実施例を示すものであり、第１
図は側面図、第２図は正面図、第３図は第２図の
要部を取出して示す断面図、第４図は第３図の
−線に沿う断面図、第５図はこの発明が適用さ
れる波力発電装置の一例を示す側断面図である。 １１……ロータ、１２……ローターブレード、
１３……ブレード軸、１３1……段部、１４……
ブレード軸受部、１４1……ストツパー部。
タービン装置の一実施例を示すものであり、第１
図は側面図、第２図は正面図、第３図は第２図の
要部を取出して示す断面図、第４図は第３図の
−線に沿う断面図、第５図はこの発明が適用さ
れる波力発電装置の一例を示す側断面図である。 １１……ロータ、１２……ローターブレード、
１３……ブレード軸、１３1……段部、１４……
ブレード軸受部、１４1……ストツパー部。
Claims (1)
- １ ローターと、このローターの周囲に所定間隔
離間して複数個配設される翼形のローターブレー
ドと、一端部がこのローターブレードの翼形重心
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何れの空気流に対
しても所定角度回転可能とする軸とを具備するこ
とを特徴とする可動翼空気タービン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206428A JPS6098103A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 可動翼空気タ−ビン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206428A JPS6098103A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 可動翼空気タ−ビン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098103A JPS6098103A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH0114401B2 true JPH0114401B2 (ja) | 1989-03-10 |
Family
ID=16523212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58206428A Granted JPS6098103A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 可動翼空気タ−ビン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098103A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63219801A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-13 | Saga Univ | 自己可変ピツチ翼を有する波力発電用タ−ビン |
| DE102009018758A1 (de) * | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Voith Patent Gmbh | Unterwasserkraftwerk mit einer bidirektional anströmbaren, gleichsinnig umlaufenden Wasserturbine |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP58206428A patent/JPS6098103A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6098103A (ja) | 1985-06-01 |
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