JPH0689645B2 - 取付け角を有する対称翼型複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置 - Google Patents
取付け角を有する対称翼型複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置Info
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- JPH0689645B2 JPH0689645B2 JP63204820A JP20482088A JPH0689645B2 JP H0689645 B2 JPH0689645 B2 JP H0689645B2 JP 63204820 A JP63204820 A JP 63204820A JP 20482088 A JP20482088 A JP 20482088A JP H0689645 B2 JPH0689645 B2 JP H0689645B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、波浪の有するエネルギーを機械的な回転運動
に変換する装置、より具体的には波力発電装置に用いる
対称翼型複葉式ウェルズタービンに関するものである。
に変換する装置、より具体的には波力発電装置に用いる
対称翼型複葉式ウェルズタービンに関するものである。
（従来の技術） 四方を海で囲まれ、また石炭・石油などの化石燃料資源
の少ない我国において、海洋エネルギーの有効利用は、
エネルギー供給源の多様化に向けて解決しなければなら
ない技術的課題の一つである。
の少ない我国において、海洋エネルギーの有効利用は、
エネルギー供給源の多様化に向けて解決しなければなら
ない技術的課題の一つである。
温度差、波浪、潮汐、海流、濃度差、そして生物などの
各海洋エネルギーの中、波浪エネルギーを利用するもの
としては、波の上下運動を空気圧力に変換し、この変換
により生ずる空気流でタービンを回転させる装置があ
り、その一つに対称翼型ブレードを有するタービン（以
下ウェルズタービンと言う）を用いた波力発電装置があ
る。
各海洋エネルギーの中、波浪エネルギーを利用するもの
としては、波の上下運動を空気圧力に変換し、この変換
により生ずる空気流でタービンを回転させる装置があ
り、その一つに対称翼型ブレードを有するタービン（以
下ウェルズタービンと言う）を用いた波力発電装置があ
る。
特にタービンロータを同軸に二枚配した形式のものは複
葉式ウェルズタービンと呼ばれている。
葉式ウェルズタービンと呼ばれている。
従来の複葉式ウェルズタービンとしては第８図に示すよ
うなものがある。この複葉式ウェルズタービン１は出力
軸２にロータハブ３を固着し、このロータハブ３の周囲
に複数のタービンブレード４をロータハブ３の軸線方向
に交差する方向で同軸に二列に配設している。
うなものがある。この複葉式ウェルズタービン１は出力
軸２にロータハブ３を固着し、このロータハブ３の周囲
に複数のタービンブレード４をロータハブ３の軸線方向
に交差する方向で同軸に二列に配設している。
この複葉式ウェルズタービン１は第９図に示すような波
力発電装置に用いられている。第９図において、波力発
電装置５は、波の上下運動を空気圧力に変換する空気室
６と、この変換により生ずる空気流を外方又は空気室内
方に導くガイド７とを有し、ガイド７内に空気通路８を
形成するようにして発電機を内蔵した発電ユニット９を
配設し、この発電ユニット９に図示してない出力軸を介
してタービン１を連結している。
力発電装置に用いられている。第９図において、波力発
電装置５は、波の上下運動を空気圧力に変換する空気室
６と、この変換により生ずる空気流を外方又は空気室内
方に導くガイド７とを有し、ガイド７内に空気通路８を
形成するようにして発電機を内蔵した発電ユニット９を
配設し、この発電ユニット９に図示してない出力軸を介
してタービン１を連結している。
次にこの発電装置及びタービンの作動を説明する。
例えば、空気室６内の海面が図中矢印Ａで示すように上
昇すると、空気室６内の空気は圧縮されガイド７内の通
路８を通って空気室外方に流出する。この時、通路８を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド４には、第10図に示したように、揚力Ｌと抗力Ｄとが
発生する。これら揚力と抗力とは、タービンブレード４
の弦長方向の力と、この力に直角な方向の力とに分かれ
て作用し、ブレードの弦長方向の力の合力が、タービン
を回転させるべく作用する。なお、ここでαは迎え角で
あり、空気流とブレードとがなす角度をあらわしてい
る。
昇すると、空気室６内の空気は圧縮されガイド７内の通
路８を通って空気室外方に流出する。この時、通路８を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド４には、第10図に示したように、揚力Ｌと抗力Ｄとが
発生する。これら揚力と抗力とは、タービンブレード４
の弦長方向の力と、この力に直角な方向の力とに分かれ
て作用し、ブレードの弦長方向の力の合力が、タービン
を回転させるべく作用する。なお、ここでαは迎え角で
あり、空気流とブレードとがなす角度をあらわしてい
る。
一方、空気室６内の海面が図中矢印Ｂで示すように下降
すると、空気室６内の圧力がその外方の圧力に比べて低
下するので、外方の空気が通路８を通って空気室内に流
入することになる。その流れの方向は、海面が上昇する
場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が対称
であるため、ブレードの弦方向に作用する力の方向は、
空気流の方向に拘わらず一定であり、弦長方向に直角な
力だけがその方向を変化させることとなる。それゆえ、
作動流体の往復動流れに対しその回転方向が常に一定で
あるので、とくに波力発電に適したタービンと言え、特
に複葉式ウェルズタービンは通常のウェルズタービンと
比較して起動特性及び失速マージンの改善や軸受けの耐
久性向上及び騒音低減につながるタービンの低速化が図
れる点で優れ、注目を浴びている。
すると、空気室６内の圧力がその外方の圧力に比べて低
下するので、外方の空気が通路８を通って空気室内に流
入することになる。その流れの方向は、海面が上昇する
場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が対称
であるため、ブレードの弦方向に作用する力の方向は、
空気流の方向に拘わらず一定であり、弦長方向に直角な
力だけがその方向を変化させることとなる。それゆえ、
作動流体の往復動流れに対しその回転方向が常に一定で
あるので、とくに波力発電に適したタービンと言え、特
に複葉式ウェルズタービンは通常のウェルズタービンと
比較して起動特性及び失速マージンの改善や軸受けの耐
久性向上及び騒音低減につながるタービンの低速化が図
れる点で優れ、注目を浴びている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の複葉式ウェルズタービンは通常の
ウェルズタービンより効率が低く、この欠点を克服でき
るタービンの開発が望まれている。
ウェルズタービンより効率が低く、この欠点を克服でき
るタービンの開発が望まれている。
本発明は、従来の複葉式ウェルズタービンの長所を備
え、かつ高効率を有する対称翼型をした複葉式タービン
を開発して、波力発電装置の発電効率を著しく向上する
ことを目的としている。
え、かつ高効率を有する対称翼型をした複葉式タービン
を開発して、波力発電装置の発電効率を著しく向上する
ことを目的としている。
（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明の複葉式タービンを利
用した波力発電装置は、出力軸に固着したロータハブの
周囲に等間隔で当該ロータハブの軸線に交差させるよう
にして一端を固着した複数の対称翼型タービンブレード
を同軸に二列に配設してなる対称翼型ウェルズタービン
を用いた波力発電装置において、前記二列の対称翼型タ
ービンブレードを互いに後縁が向かい合うように取付け
角αを２〜４゜として対称に配設した対称翼型複葉式ウ
ェルズタービンと発電機とを内蔵した発電ユニット、波
の上下運動を空気圧力に変換する空気室、及びこの変換
により生ずる空気流を波の上下運動に応じて波力発電装
置外方または前記空気室内方に導くガイドを設け、前記
発電ユニットを前記ガイド内に形成した空気通路に配設
したことを特徴とする取付け角を有する対称翼型複葉式
ウェルズタービンを用いた波力発電装置にある。
用した波力発電装置は、出力軸に固着したロータハブの
周囲に等間隔で当該ロータハブの軸線に交差させるよう
にして一端を固着した複数の対称翼型タービンブレード
を同軸に二列に配設してなる対称翼型ウェルズタービン
を用いた波力発電装置において、前記二列の対称翼型タ
ービンブレードを互いに後縁が向かい合うように取付け
角αを２〜４゜として対称に配設した対称翼型複葉式ウ
ェルズタービンと発電機とを内蔵した発電ユニット、波
の上下運動を空気圧力に変換する空気室、及びこの変換
により生ずる空気流を波の上下運動に応じて波力発電装
置外方または前記空気室内方に導くガイドを設け、前記
発電ユニットを前記ガイド内に形成した空気通路に配設
したことを特徴とする取付け角を有する対称翼型複葉式
ウェルズタービンを用いた波力発電装置にある。
（作用） タービンブレードには、それに作用する作動流体の流れ
により、揚力と抗力とが発生し、タービンブレードの弦
長方向に作用するそれらの力の成分はタービンを出力軸
の軸線まわりに回転させるべく作用する。この際、本発
明の対称翼型をした複葉式タービンを用い、この二列の
タービンブレードを互に後縁が向い合うように取付角を
設けたことにより、取付角を設けないものに比し、起動
特性及び平均効率を向上させることができる。
により、揚力と抗力とが発生し、タービンブレードの弦
長方向に作用するそれらの力の成分はタービンを出力軸
の軸線まわりに回転させるべく作用する。この際、本発
明の対称翼型をした複葉式タービンを用い、この二列の
タービンブレードを互に後縁が向い合うように取付角を
設けたことにより、取付角を設けないものに比し、起動
特性及び平均効率を向上させることができる。
（実施例） 以下に図面を参照して本発明の取付角を有する対称翼型
複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置の好適な
実施例について詳述する。
複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置の好適な
実施例について詳述する。
第１図(a)，(b)は本発明の対称翼型複葉式ウェルズター
ビンの一実施例を示す図である。なお簡明のため、第４
〜６図に示した従来例に対応する部分には同一の符号を
付す。
ビンの一実施例を示す図である。なお簡明のため、第４
〜６図に示した従来例に対応する部分には同一の符号を
付す。
第１図に示したものは、４枚羽根のタービンに本発明を
適用したものである。
適用したものである。
第１図(a)及び(b)において、複葉式タービン１は出力軸
２に２個のロータハブ３を互いに平行に離間するように
固着し、このロータハブ３の周囲に複数のタービンブレ
ード４をロータハブ３の軸線方向に交差する方向で同軸
に二列に整列するように配設する。
２に２個のロータハブ３を互いに平行に離間するように
固着し、このロータハブ３の周囲に複数のタービンブレ
ード４をロータハブ３の軸線方向に交差する方向で同軸
に二列に整列するように配設する。
タービンブレード４には隣接するブレード同志が互いに
後縁が向い合うように取付角γを形成する。この取付角
γの及ぼす作用については後述の実験例において詳述す
る。
後縁が向い合うように取付角γを形成する。この取付角
γの及ぼす作用については後述の実験例において詳述す
る。
なお、この実施例では互いに平行な２個のロータハブ３
を出力軸２により一体に固着した構成となっているが、
ロータハブ３は第１図(c)に示すように一体に形成した
１個のものであってもよい。
を出力軸２により一体に固着した構成となっているが、
ロータハブ３は第１図(c)に示すように一体に形成した
１個のものであってもよい。
第２図は本発明の複葉式タービンを適用した波力発電装
置の一例を示したものである。
置の一例を示したものである。
第２図において、波力発電装置５は、波の上下運動を空
気圧力に変換する空気室６と、この変換により生ずる空
気流を外方又は空気室内方に導くガイド７とを有し、ガ
イド７内に空気通路８を形成するようにして発電機を内
蔵した発電ユニット９を配設し、この発電ユニット９に
図示してない出力軸を介してタービン１を連結してい
る。
気圧力に変換する空気室６と、この変換により生ずる空
気流を外方又は空気室内方に導くガイド７とを有し、ガ
イド７内に空気通路８を形成するようにして発電機を内
蔵した発電ユニット９を配設し、この発電ユニット９に
図示してない出力軸を介してタービン１を連結してい
る。
次にこの発電装置及びタービンの作動を説明する。
例えば、空気室６内の海面が図中矢印Ａで示すように上
昇すると、空気室６内の空気は圧縮されガイド７内の通
路８を取って空気室外方に流出する。この時、通路８を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド４には、第３図に示したように、揚力Ｌと抗力Ｄとが
発生する。これらの揚力と抗力とはタービン１の接線方
向の力すなわち回転方向の力と、この力に直角な方向の
力とに分かれて作用し、揚力Ｌと抗力Ｄとのタービンの
接線方向の力の合力がタービンを回転させるべく作用す
る。一方、空気室６内の海面が図中矢印Ｂで示すように
下降すると、空気室６内の圧力がその外方の圧力に比べ
て低下するので、外方の空気が通路８を通って空気室内
に流入することになる。その流れの方向は、海面が上昇
する場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が
対称であり、取付角も対称であるため、ブレードの弦方
向に作用する力の方向は、空気流の方向に拘わらず一定
であり、このためタービンは常に一定方向に回転する。
昇すると、空気室６内の空気は圧縮されガイド７内の通
路８を取って空気室外方に流出する。この時、通路８を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド４には、第３図に示したように、揚力Ｌと抗力Ｄとが
発生する。これらの揚力と抗力とはタービン１の接線方
向の力すなわち回転方向の力と、この力に直角な方向の
力とに分かれて作用し、揚力Ｌと抗力Ｄとのタービンの
接線方向の力の合力がタービンを回転させるべく作用す
る。一方、空気室６内の海面が図中矢印Ｂで示すように
下降すると、空気室６内の圧力がその外方の圧力に比べ
て低下するので、外方の空気が通路８を通って空気室内
に流入することになる。その流れの方向は、海面が上昇
する場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が
対称であり、取付角も対称であるため、ブレードの弦方
向に作用する力の方向は、空気流の方向に拘わらず一定
であり、このためタービンは常に一定方向に回転する。
ここでαは迎え角であり、空気流とブレードとがなす角
度を表わし、γは取付角を表わすが、本発明の複葉式タ
ービンでは取付け角を設けることにより、第７図に示し
た従来例のタービンに比し揚力Ｌと抗力Ｄとのタービン
１の接線方向の合力を増加させ、これに直角な方向の合
力を減少させるので、従来例より高出力を得ることがで
き、またタービンの軸受に作用するスラスト力を低減さ
せることができるので、タービンの軸受の耐久性も高め
ることができる。
度を表わし、γは取付角を表わすが、本発明の複葉式タ
ービンでは取付け角を設けることにより、第７図に示し
た従来例のタービンに比し揚力Ｌと抗力Ｄとのタービン
１の接線方向の合力を増加させ、これに直角な方向の合
力を減少させるので、従来例より高出力を得ることがで
き、またタービンの軸受に作用するスラスト力を低減さ
せることができるので、タービンの軸受の耐久性も高め
ることができる。
さらに、一般に翼の性能において揚力は迎え角αの増加
に伴って増加し、最大値を越えると急激に減少する特性
を有し、抗力は迎え角αの小さい範囲ではそれほど変化
はないが、揚力の最大値近傍より急激に増加する特性を
有する。
に伴って増加し、最大値を越えると急激に減少する特性
を有し、抗力は迎え角αの小さい範囲ではそれほど変化
はないが、揚力の最大値近傍より急激に増加する特性を
有する。
従って迎え角が特に大きいタービンの始動初期におい
て、迎え角αを減少させる方向に取付け角を設けること
は揚力Ｌを増加させ抗力Ｄを減少させるのでタービンの
起動特性を向上させることができる。
て、迎え角αを減少させる方向に取付け角を設けること
は揚力Ｌを増加させ抗力Ｄを減少させるのでタービンの
起動特性を向上させることができる。
なお、上述したところは空気流入側のタービンブレード
における効果であり、空気流出側のタービンブレードに
はこれと逆の作用が生ずることになるが、タービンの出
力及び起動特性に与える影響は流入空気に乱れのない空
気流入側のタービンブレードの方が大きく、空気流出側
のタービンブレードは空気に乱れが生じ、また流入側の
タービンブレードによりある程度空気流の方向が変えら
れているので、タービンの出力等に与える影響は少な
い。
における効果であり、空気流出側のタービンブレードに
はこれと逆の作用が生ずることになるが、タービンの出
力及び起動特性に与える影響は流入空気に乱れのない空
気流入側のタービンブレードの方が大きく、空気流出側
のタービンブレードは空気に乱れが生じ、また流入側の
タービンブレードによりある程度空気流の方向が変えら
れているので、タービンの出力等に与える影響は少な
い。
次に本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンを実験例
に基づき更に詳述する。
に基づき更に詳述する。
実験例では、供試タービンは、マイコン制御でピストン
を駆動することにより任意波形の往復流が得られる特殊
風洞に設置し、矩形に近い波形の流速一定の区間及び正
弦波状の流速でタービン回転数を一定に保ってタービン
特性を求めた。供試ロータについては、弦節比、ロータ
間隔、翼取付け角及びロータ翼配置がタービン特性に及
ぼす影響を調べるため、第１表に示す多種を用いた。
を駆動することにより任意波形の往復流が得られる特殊
風洞に設置し、矩形に近い波形の流速一定の区間及び正
弦波状の流速でタービン回転数を一定に保ってタービン
特性を求めた。供試ロータについては、弦節比、ロータ
間隔、翼取付け角及びロータ翼配置がタービン特性に及
ぼす影響を調べるため、第１表に示す多種を用いた。
実験に用いたタービンは第４図(a)，(b)に示すように対
称翼（翼弦長ｌ）から成る動翼列を互いに後縁が向き合
うように（取付け角γ）、距離Ｇ（翼の積重ね中心は前
縁から弦長の35％の位置にあり、二列の翼列の積重ね中
心の軸方向距離）隔てて二列に配したものである。第４
図(a)は翼配列が面対称の場合を示し、これを翼配列(A)
とする。第４図(b)は翼配列を千鳥状に配したものであ
り、これを翼配列(B)とする。
称翼（翼弦長ｌ）から成る動翼列を互いに後縁が向き合
うように（取付け角γ）、距離Ｇ（翼の積重ね中心は前
縁から弦長の35％の位置にあり、二列の翼列の積重ね中
心の軸方向距離）隔てて二列に配したものである。第４
図(a)は翼配列が面対称の場合を示し、これを翼配列(A)
とする。第４図(b)は翼配列を千鳥状に配したものであ
り、これを翼配列(B)とする。
第５図(a)，(b)は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズ
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Ｇと全
圧係数Ｐ＊とを翼平均高さにおける相対流入角 tan-1（ｖａ/Uａ）｛ｖａ：平均軸流速度、ＵＲ：翼平
均高さにおける周速）に対して示したものであり、第６
図は正弦波気流中で得られた平均効率をＶａ/UＲ（Ｖ
ａ:Vａの最大値）に対して示したものである。ＣＴ,
P＊，はそれぞれ次式で定義される。
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Ｇと全
圧係数Ｐ＊とを翼平均高さにおける相対流入角 tan-1（ｖａ/Uａ）｛ｖａ：平均軸流速度、ＵＲ：翼平
均高さにおける周速）に対して示したものであり、第６
図は正弦波気流中で得られた平均効率をＶａ/UＲ（Ｖ
ａ:Vａの最大値）に対して示したものである。ＣＴ,
P＊，はそれぞれ次式で定義される。
ＣＴ＝T/｛ρ（ｖａ ２＋ＵＲ ２）blZR/2｝ Ｐ＊＝ΔP/（４ρω2R2） ここにT:出力トルク、ρ：空気密度、b:翼高さ、Z:翼係
数、R:平均半径、Δp:よどみ室全圧と大気圧の差、ω：
ロータの角速度、f:波の周波数、Ｃｏ：出力、Ｃｉ：入
力である。
数、R:平均半径、Δp:よどみ室全圧と大気圧の差、ω：
ロータの角速度、f:波の周波数、Ｃｏ：出力、Ｃｉ：入
力である。
第５図(a)において、相対流入角tan-1（ｖａ/UＲ）≒20
゜の失速点後におけるトルク係数ＣＴの値が大きいほど
起動特性は良くなるので、実験例のタービンでは起動特
性は取付け角γ＝２゜〜４゜の場合に、取付け角γ＝０
゜とした従来の複葉式ウェルズタービンに比し良好な結
果を示した。
゜の失速点後におけるトルク係数ＣＴの値が大きいほど
起動特性は良くなるので、実験例のタービンでは起動特
性は取付け角γ＝２゜〜４゜の場合に、取付け角γ＝０
゜とした従来の複葉式ウェルズタービンに比し良好な結
果を示した。
また全圧係数Ｐ＊は失速相対流入角付近を除いて取付け
角γにさほど依存しないことがわかる。
角γにさほど依存しないことがわかる。
第６図は取付け角γが平均効率に及ぼす影響を示した
ものであり、Ｖａ/UＲは平均軸流速度の最大値／平均半
径における周速を示している。図より平均効率の最大
値は取付け角γ＝４゜の場合に得られ、この値は従来の
複葉式ウェルズタービン（γ＝０゜）より大きな値であ
り、両者の最大値の比はm4／m0＝1.13である。
ものであり、Ｖａ/UＲは平均軸流速度の最大値／平均半
径における周速を示している。図より平均効率の最大
値は取付け角γ＝４゜の場合に得られ、この値は従来の
複葉式ウェルズタービン（γ＝０゜）より大きな値であ
り、両者の最大値の比はm4／m0＝1.13である。
しかし、最大効率点を示すＶａ/UＲの値は取付け角γと
ともに小さくなっており、タービンの低速化の観点から
は取付け角γが小さい方が好ましく、総括的には取付け
角γ＝２゜〜４゜が適当であろう。
ともに小さくなっており、タービンの低速化の観点から
は取付け角γが小さい方が好ましく、総括的には取付け
角γ＝２゜〜４゜が適当であろう。
第７図は翼配列(B)の場合における平均効率とＶａ/U
Ｒとの関係を翼配列(B)の場合について示したものであ
る。第７図より、翼配列(A)の場合と逆に効率が低下す
るＶａ/UＲの値は取付け角γとともに大きくなるが、こ
の場合もγ＝２゜〜４゜が取付け角として好適であるこ
とがわかる。翼配列(A)の場合と比較すると平均効率
の最大値は翼配列(A)の方が大きく、効率が低下するＶ
ａ/UＲは翼配列(B)の方が大きい。このような翼配列(A)
と翼配列(B)の場合の諸特性の差異は、食い違いがある
翼配列(B)のロータでは等価的に弦節比が大きくなるこ
とや上流のロータウェークが下流のロータと干渉するこ
とによって生じると考えられる。
Ｒとの関係を翼配列(B)の場合について示したものであ
る。第７図より、翼配列(A)の場合と逆に効率が低下す
るＶａ/UＲの値は取付け角γとともに大きくなるが、こ
の場合もγ＝２゜〜４゜が取付け角として好適であるこ
とがわかる。翼配列(A)の場合と比較すると平均効率
の最大値は翼配列(A)の方が大きく、効率が低下するＶ
ａ/UＲは翼配列(B)の方が大きい。このような翼配列(A)
と翼配列(B)の場合の諸特性の差異は、食い違いがある
翼配列(B)のロータでは等価的に弦節比が大きくなるこ
とや上流のロータウェークが下流のロータと干渉するこ
とによって生じると考えられる。
以上の実験の結果より、本発明の対称翼型複葉式ウェル
ズタービンは翼配列(A)，(B)とも取付け角をγ＝２゜〜
４゜に設定すれば従来の複葉式タービン（γ＝０゜）よ
り高出力が期待できることが明らかとなった。
ズタービンは翼配列(A)，(B)とも取付け角をγ＝２゜〜
４゜に設定すれば従来の複葉式タービン（γ＝０゜）よ
り高出力が期待できることが明らかとなった。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の取付け角を有する波力発
電用対称翼型複葉式ウェルズタービンは同軸に二列に配
した複数のタービンブレードを互いに後縁が向い合うよ
うに取付け角を設けて対称に配設したことにより、取付
け角を設けてない従来の複葉式ウェルズタービンにおけ
るタービンの低速化という利点を生かしつつ、起動特性
及び平均効率を格段に向上させることができるものであ
り、タービンの軸受の耐久性が高く騒音が低いにもかか
わらず、出力の高い波力発電装置を実現できるものであ
ります。
電用対称翼型複葉式ウェルズタービンは同軸に二列に配
した複数のタービンブレードを互いに後縁が向い合うよ
うに取付け角を設けて対称に配設したことにより、取付
け角を設けてない従来の複葉式ウェルズタービンにおけ
るタービンの低速化という利点を生かしつつ、起動特性
及び平均効率を格段に向上させることができるものであ
り、タービンの軸受の耐久性が高く騒音が低いにもかか
わらず、出力の高い波力発電装置を実現できるものであ
ります。
第１図(a)は本発明の取付け角を有する波力発電用対称
翼型複葉式ウェルズタービンの一実施例を示す平面図、 第１図(b)は第１図(a)のタービンの一部切欠き側面図、 第１図(c)は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービン
の他の実施例を示す、一部切欠き側面図、 第２図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンを用
いた波力発電装置の一例を示す断面図、 第３図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンの作
用を示す図、 第４図(a)，(b)はそれぞれ本発明の対称翼型複葉式ウェ
ルズタービンに用いる翼配列の一例を示す図、 第５図(a)，(b)は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズ
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Ｇと全
圧係数Ｐ＊とを翼平均高さにおける相対流入角tan
-1（ｖａ/UＲ）に対して表した線図、 第６図は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における正弦波気流中で得られた平均効率をＶａ/UＲ
に対して示した線図、 第７図は翼配列(B)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における平均効率とＶａ/UＲとの関係を表した線図、 第８図は従来の複葉式ウェルズタービンを示す斜視図、 第９図は従来の複葉式ウェルズタービンを用いた波力発
電装置の一例を示す断面図、 第10図は従来の複葉式ウェルズタービンの作用を示す図
である。 １……タービン、２……出力軸 ３……ロータハブ、４……タービンブレード ５……波力発電装置、６……空気室 ７……ガイド、８……空気通路 ９……発電ユニット
翼型複葉式ウェルズタービンの一実施例を示す平面図、 第１図(b)は第１図(a)のタービンの一部切欠き側面図、 第１図(c)は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービン
の他の実施例を示す、一部切欠き側面図、 第２図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンを用
いた波力発電装置の一例を示す断面図、 第３図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンの作
用を示す図、 第４図(a)，(b)はそれぞれ本発明の対称翼型複葉式ウェ
ルズタービンに用いる翼配列の一例を示す図、 第５図(a)，(b)は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズ
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Ｇと全
圧係数Ｐ＊とを翼平均高さにおける相対流入角tan
-1（ｖａ/UＲ）に対して表した線図、 第６図は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における正弦波気流中で得られた平均効率をＶａ/UＲ
に対して示した線図、 第７図は翼配列(B)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における平均効率とＶａ/UＲとの関係を表した線図、 第８図は従来の複葉式ウェルズタービンを示す斜視図、 第９図は従来の複葉式ウェルズタービンを用いた波力発
電装置の一例を示す断面図、 第10図は従来の複葉式ウェルズタービンの作用を示す図
である。 １……タービン、２……出力軸 ３……ロータハブ、４……タービンブレード ５……波力発電装置、６……空気室 ７……ガイド、８……空気通路 ９……発電ユニット
Claims (1)
- 【請求項１】出力軸に固着したロータハブの周囲に等間
隔で当該ロータハブの軸線に交差させるようにして一端
を固着した複数の対称翼型タービンブレードを同軸に二
列に配設してなる対称翼型ウェルズタービンを用いた波
力発電装置において、 前記二列の対称翼型タービンブレードを互いに後縁が向
かい合うように取付け角αを２〜４゜として対称に配設
した対称翼型複葉式ウェルズタービンと発電機とを内蔵
した発電ユニット、 波の上下運動を空気圧力に変換する空気室、及び この変換により生ずる空気流を波の上下運動に応じて波
力発電装置外方または前記空気室内方に導くガイドを設
け、 前記発電ユニットを前記ガイド内に形成した空気通路に
配設したことを特徴とする取付け角を有する対称翼型複
葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204820A JPH0689645B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 取付け角を有する対称翼型複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204820A JPH0689645B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 取付け角を有する対称翼型複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255801A JPH0255801A (ja) | 1990-02-26 |
| JPH0689645B2 true JPH0689645B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=16496925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204820A Expired - Lifetime JPH0689645B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 取付け角を有する対称翼型複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689645B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK2630366T3 (en) * | 2010-10-22 | 2018-10-29 | Wave Power Renewables Ltd | Turbine rotor unit |
| JP6354051B2 (ja) * | 2014-04-16 | 2018-07-11 | 国立大学法人 東京大学 | 波力発電タービン |
| JP2023152207A (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-16 | 舩田 三千▲徳▼ | 自然エネルギーの、潮汐の力で、人工的に空気の圧縮・吸引をして、風圧発電、風力発電を、長時間できる技術の提供を致します。 |
| CN120007495B (zh) * | 2025-02-28 | 2025-08-12 | 中国海洋大学 | 一种基于气管切换的多海况波浪能发电装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH659851A5 (de) * | 1981-06-05 | 1987-02-27 | Escher Wyss Ag | Turbine. |
| JPS5888402A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 往復空気流駆動タ−ビン |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP63204820A patent/JPH0689645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255801A (ja) | 1990-02-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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