JPH07127562A - 磁気浮上式高速鉄道用風力発電装置 - Google Patents
磁気浮上式高速鉄道用風力発電装置Info
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- JPH07127562A JPH07127562A JP5297544A JP29754493A JPH07127562A JP H07127562 A JPH07127562 A JP H07127562A JP 5297544 A JP5297544 A JP 5297544A JP 29754493 A JP29754493 A JP 29754493A JP H07127562 A JPH07127562 A JP H07127562A
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- magnetic levitation
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気浮上式高速鉄道のラム・エアー・タービ
ン式風力発電装置を充電式蓄電池と組み合わせた発電、
蓄電システムにおいて、車両が要求する発電量に対して
発電効率の向上を図り、ラム・エア・タービンの軽量
化、小型化が可能な構成からなる磁気浮上式高速鉄道用
風力発電装置の提供。 【構成】 タービン１２を挟み一対のステーター１４，
１６を同軸配置した前後対称型構成で、ステーター・ハ
ウジング１５，１７及びタービン・ディスク１３の内部
にはタービン・ブレードのピッチ・チェンジ・システム
及び発電機が装着されて正逆両方向の発電を可能にした
ラム・エア・タービン発電装置１０を、複数の磁気浮上
車両１の車上等に分散配置することにより、要求される
発電量が同一の場合、これを複数の発電装置に振り分け
ることができかつ各々の発電装置が１００％の発電能力
を発揮するため、小型の発電装置が使用でき、従来の先
頭車両及び後尾車両への集中配置型と比較して、装置全
体の大幅な小型軽量化、高効率化が可能になる。
ン式風力発電装置を充電式蓄電池と組み合わせた発電、
蓄電システムにおいて、車両が要求する発電量に対して
発電効率の向上を図り、ラム・エア・タービンの軽量
化、小型化が可能な構成からなる磁気浮上式高速鉄道用
風力発電装置の提供。 【構成】 タービン１２を挟み一対のステーター１４，
１６を同軸配置した前後対称型構成で、ステーター・ハ
ウジング１５，１７及びタービン・ディスク１３の内部
にはタービン・ブレードのピッチ・チェンジ・システム
及び発電機が装着されて正逆両方向の発電を可能にした
ラム・エア・タービン発電装置１０を、複数の磁気浮上
車両１の車上等に分散配置することにより、要求される
発電量が同一の場合、これを複数の発電装置に振り分け
ることができかつ各々の発電装置が１００％の発電能力
を発揮するため、小型の発電装置が使用でき、従来の先
頭車両及び後尾車両への集中配置型と比較して、装置全
体の大幅な小型軽量化、高効率化が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ダクト付きラム・エ
アー・タービンを用いた磁気浮上式高速鉄道用風力発電
装置の改良に係り、例えば、タービンを挟み一対のステ
ーターを同軸配置し、タービンのピッチを可変となして
正逆両方向の発電を可能にしたラム・エア・タービン発
電装置を複数の磁気浮上車両の車上等の外面上に分散配
置し、発電効率の向上を図った磁気浮上式高速鉄道用風
力発電装置に関する。
アー・タービンを用いた磁気浮上式高速鉄道用風力発電
装置の改良に係り、例えば、タービンを挟み一対のステ
ーターを同軸配置し、タービンのピッチを可変となして
正逆両方向の発電を可能にしたラム・エア・タービン発
電装置を複数の磁気浮上車両の車上等の外面上に分散配
置し、発電効率の向上を図った磁気浮上式高速鉄道用風
力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】将来の大量交通手段として磁気浮上式高
速鉄道（ＭＡＧＬＥＶまたはリニアモーターカー）の開
発が進められている。例えば、磁気浮上車両システム
は、地上に浮上用および推進用の地上コイルを配置し、
推進用コイルを次々と励磁して移動磁界を形成して、車
両側の電磁石を移動させるものであり、また、車両側の
電磁石が移動することにより、地上の浮上用コイルに誘
導電流を発生させて、それにより磁気反発させて車両を
浮上させるものである。
速鉄道（ＭＡＧＬＥＶまたはリニアモーターカー）の開
発が進められている。例えば、磁気浮上車両システム
は、地上に浮上用および推進用の地上コイルを配置し、
推進用コイルを次々と励磁して移動磁界を形成して、車
両側の電磁石を移動させるものであり、また、車両側の
電磁石が移動することにより、地上の浮上用コイルに誘
導電流を発生させて、それにより磁気反発させて車両を
浮上させるものである。
【０００３】磁気浮上車両における推進以外の車両内で
消費される電力を、効率よく供給でき、車載に際しての
重量、嵩などが磁気浮上推進に悪影響を与えない構成か
らなる磁気浮上車両用発電装置を目的に、磁気浮上車両
が地上走行車両として５００ｋｍ／ｈｒ程度の超高速走
行することから、車両の静止大気に対する相対走行によ
って生じる空気流を利用したラム・エアー・タービン式
風力発電装置を充電式蓄電池と組み合わせた発電、蓄電
システムが開発されている。
消費される電力を、効率よく供給でき、車載に際しての
重量、嵩などが磁気浮上推進に悪影響を与えない構成か
らなる磁気浮上車両用発電装置を目的に、磁気浮上車両
が地上走行車両として５００ｋｍ／ｈｒ程度の超高速走
行することから、車両の静止大気に対する相対走行によ
って生じる空気流を利用したラム・エアー・タービン式
風力発電装置を充電式蓄電池と組み合わせた発電、蓄電
システムが開発されている。
【０００４】詳述すると、磁気浮上車両の車体構造内部
に、吸音手段を有しかつ空気の風路内への取り込みと排
気の効率を高めた非一様断面の風路（ダクト）を設け、
前記風路内に発電機を駆動するタービンを配設した構成
であり、さらに、タービンの上流側および／または下流
側に静翼を配設し、静翼のピッチを車両速度または風路
内導入風速に応じて変更可能となしたり、前記タービン
及び少なくとも上流側の静翼をピッチ変更可能となし、
正逆両方向の発電を可能にした構成などからなる。（特
開平３−２８６１８９号〜特開平３−２８６１９１号）
に、吸音手段を有しかつ空気の風路内への取り込みと排
気の効率を高めた非一様断面の風路（ダクト）を設け、
前記風路内に発電機を駆動するタービンを配設した構成
であり、さらに、タービンの上流側および／または下流
側に静翼を配設し、静翼のピッチを車両速度または風路
内導入風速に応じて変更可能となしたり、前記タービン
及び少なくとも上流側の静翼をピッチ変更可能となし、
正逆両方向の発電を可能にした構成などからなる。（特
開平３−２８６１８９号〜特開平３−２８６１９１号）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】磁気浮上式高速鉄道は
運用上の制約のため、折り返し点ではそれまでの先頭車
両がその後は後尾車両になる。従って、先の風力発電装
置のように先頭車両に前後で対称形状でないようなラム
・エア・タービンの設置方法を取ると、後尾車両ではラ
ム・エア・タービンを装着しているダクトを通過し得る
空気流量が十分に確保できないため、後尾車両のラム・
エア・タービンは先頭車両のたかだか２０％しか発電す
ることができない。そのため、先頭車両と後尾車両に設
置したラム・エア・タービンを総合すると単位重量当た
り及び単位体積当たりの発電量が低下する。つまり、車
両が要求する発電量に対してラム・エア・タービンの重
量及びサイズが大きくなる問題がある。
運用上の制約のため、折り返し点ではそれまでの先頭車
両がその後は後尾車両になる。従って、先の風力発電装
置のように先頭車両に前後で対称形状でないようなラム
・エア・タービンの設置方法を取ると、後尾車両ではラ
ム・エア・タービンを装着しているダクトを通過し得る
空気流量が十分に確保できないため、後尾車両のラム・
エア・タービンは先頭車両のたかだか２０％しか発電す
ることができない。そのため、先頭車両と後尾車両に設
置したラム・エア・タービンを総合すると単位重量当た
り及び単位体積当たりの発電量が低下する。つまり、車
両が要求する発電量に対してラム・エア・タービンの重
量及びサイズが大きくなる問題がある。
【０００６】この発明は、磁気浮上式高速鉄道のラム・
エアー・タービン式風力発電装置を充電式蓄電池と組み
合わせた発電、蓄電システムにおいて、車両が要求する
発電量に対して発電効率の向上を図り、ラム・エア・タ
ービンの軽量化、小型化が可能な構成からなる磁気浮上
式高速鉄道用風力発電装置の提供を目的としている。
エアー・タービン式風力発電装置を充電式蓄電池と組み
合わせた発電、蓄電システムにおいて、車両が要求する
発電量に対して発電効率の向上を図り、ラム・エア・タ
ービンの軽量化、小型化が可能な構成からなる磁気浮上
式高速鉄道用風力発電装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、吸音手段を
有しかつ空気の風路内への取り込みと排気の効率を高め
た非一様断面のダクト内に発電機を駆動するタービンを
配置し、かつタービンのピッチを可変となして正逆両方
向の発電を可能にした磁気浮上車両用ラム・エア・ター
ビン発電装置を、複数の磁気浮上車両の車上等の外面上
に分散配置したことを特徴とする磁気浮上式高速鉄道用
風力発電装置である。
有しかつ空気の風路内への取り込みと排気の効率を高め
た非一様断面のダクト内に発電機を駆動するタービンを
配置し、かつタービンのピッチを可変となして正逆両方
向の発電を可能にした磁気浮上車両用ラム・エア・ター
ビン発電装置を、複数の磁気浮上車両の車上等の外面上
に分散配置したことを特徴とする磁気浮上式高速鉄道用
風力発電装置である。
【０００８】また、この発明は、上記の構成において、
少なくとも１つのステーターをタービンと同軸配置した
こと、反りを有しないタービン翼を用い、発電機が一方
向回転型であること、タービン翼の断面形状が円弧翼等
の前後に対称形に近い翼型であり、発電機が一方向回転
型であること、任意断面形状のタービン翼を用い、発電
機が両方向回転型であること、を特徴とする磁気浮上式
高速鉄道用風力発電装置を併せて提案する。
少なくとも１つのステーターをタービンと同軸配置した
こと、反りを有しないタービン翼を用い、発電機が一方
向回転型であること、タービン翼の断面形状が円弧翼等
の前後に対称形に近い翼型であり、発電機が一方向回転
型であること、任意断面形状のタービン翼を用い、発電
機が両方向回転型であること、を特徴とする磁気浮上式
高速鉄道用風力発電装置を併せて提案する。
【０００９】
【作用】この発明は、例えば、図１に示す如く、タービ
ンのピッチを可変となして正逆両方向の発電を可能にし
たラム・エア・タービン発電装置１０を、複数の磁気浮
上車両１の車上等に分散配置することにより、要求され
る発電量が同一の場合、これを複数の発電装置に振り分
けることができかつ各々の発電装置が正逆いずれの方向
でも１００％の発電能力を発揮するため、小型の発電装
置が使用でき、従来の先頭車両２及び後尾車両３への集
中配置型と比較して、装置全体の大幅な小型軽量化、高
効率化が可能になる。また、タービンの前方または後方
に、あるいはタービンを挟み一対のステーターを同軸配
置することにより、各発電装置の発電能力あるいは正逆
いずれの方向発電能力もより一層高効率化することがで
きる。
ンのピッチを可変となして正逆両方向の発電を可能にし
たラム・エア・タービン発電装置１０を、複数の磁気浮
上車両１の車上等に分散配置することにより、要求され
る発電量が同一の場合、これを複数の発電装置に振り分
けることができかつ各々の発電装置が正逆いずれの方向
でも１００％の発電能力を発揮するため、小型の発電装
置が使用でき、従来の先頭車両２及び後尾車両３への集
中配置型と比較して、装置全体の大幅な小型軽量化、高
効率化が可能になる。また、タービンの前方または後方
に、あるいはタービンを挟み一対のステーターを同軸配
置することにより、各発電装置の発電能力あるいは正逆
いずれの方向発電能力もより一層高効率化することがで
きる。
【００１０】ラム・エア・タービン発電装置のダクト
は、図示しないが、パイロンを介して磁気浮上車両の車
上に配置することにより、車両に沿って長手方向に発達
した境界層がダクトに与える影響を最小にすることがで
きる。しかし、車両高さに制限がある場合には、磁気浮
上車両の車上に凹部を設けて発電装置を埋め込む形態で
配置することが可能で、凹部をダクト形状等に応じて空
気の取り込み易いように形成することが望ましい。ま
た、ラム・エア・タービン発電装置は、上述の磁気浮上
車両の車上のほか、床下や側面部などの車両の外面上に
設けることができる。さらに、ダクトの開口部に空気の
流入出量の制御手段を設けることにより、車両まわりの
空気圧が大きく変動した際に、タービン・ブレードが過
大回転したり、振動が発生して損傷することがないよう
に保護でき、空気の流入出量の制御手段としては、スラ
イド型や開口率を可変にした構成、バイパスなどの構成
が採用できる。
は、図示しないが、パイロンを介して磁気浮上車両の車
上に配置することにより、車両に沿って長手方向に発達
した境界層がダクトに与える影響を最小にすることがで
きる。しかし、車両高さに制限がある場合には、磁気浮
上車両の車上に凹部を設けて発電装置を埋め込む形態で
配置することが可能で、凹部をダクト形状等に応じて空
気の取り込み易いように形成することが望ましい。ま
た、ラム・エア・タービン発電装置は、上述の磁気浮上
車両の車上のほか、床下や側面部などの車両の外面上に
設けることができる。さらに、ダクトの開口部に空気の
流入出量の制御手段を設けることにより、車両まわりの
空気圧が大きく変動した際に、タービン・ブレードが過
大回転したり、振動が発生して損傷することがないよう
に保護でき、空気の流入出量の制御手段としては、スラ
イド型や開口率を可変にした構成、バイパスなどの構成
が採用できる。
【００１１】
【実施例】図２に示すラム・エア・タービン発電装置１
０は、ダクト１１内にピッチ・チェンジ可能なタービン
１２を挟み前後にステーター１４，１６を同軸配置した
前後対称型構成からなり、車両の進行方向に拘わらず同
じ量の電力を発電することが可能である。また、ステー
ター・ハウジング１５，１７及びタービン・ディスク１
３の内部にはタービン・ブレードのピッチ・チェンジ・
システム及び発電機が装着されており、ここでは発電機
とタービン・ディスクの間には変速歯車（図示せず）が
装着されている。また、ステーター１４，１６の内部は
発電機のケーブル、ピッチ・チェンジの制御信号の配
線、発電機用オイルクーラーの配管等として利用されて
おり、さらに、ステーター１４，１６に熱交換器を組み
込みステーター・ブレード表面を放熱面として使用する
こともできる。ダクト１１はタービン位置からダクト出
口にかけてディフューザー効果が出るように内径を増加
させる構成からなり、ダクトの出入口部は騒音発生を抑
制するような翼型の前縁形状からなる。
０は、ダクト１１内にピッチ・チェンジ可能なタービン
１２を挟み前後にステーター１４，１６を同軸配置した
前後対称型構成からなり、車両の進行方向に拘わらず同
じ量の電力を発電することが可能である。また、ステー
ター・ハウジング１５，１７及びタービン・ディスク１
３の内部にはタービン・ブレードのピッチ・チェンジ・
システム及び発電機が装着されており、ここでは発電機
とタービン・ディスクの間には変速歯車（図示せず）が
装着されている。また、ステーター１４，１６の内部は
発電機のケーブル、ピッチ・チェンジの制御信号の配
線、発電機用オイルクーラーの配管等として利用されて
おり、さらに、ステーター１４，１６に熱交換器を組み
込みステーター・ブレード表面を放熱面として使用する
こともできる。ダクト１１はタービン位置からダクト出
口にかけてディフューザー効果が出るように内径を増加
させる構成からなり、ダクトの出入口部は騒音発生を抑
制するような翼型の前縁形状からなる。
【００１２】ラム・エア・タービンに流入する空気流の
方向が矢印Ａの場合、１４は前置ステーター、１６は後
置ステーターとして働き、逆にラム・エア・タービンに
流入する空気流の方向が矢印Ｂの場合、ステーター１
４，１６はその機能が入れかわる。すなわち、タービン
１２は空気流から取り出したエネルギーにて発電機を回
転させ、電力を発生させるが、空気流の方向が矢印Ａの
方向であるとき、上流側のステーター１４は空気流に予
旋回を与え、空気流からタービン１２で取り出し得るエ
ネルギーを増大させる機能を有し、後方のステーター１
６はタービン１２を通過して速度の旋回成分が増加した
流れから旋回成分を減少させて、タービン１２が取り出
すエネルギーを増加させる機能を有しており、逆にラム
・エア・タービンに流入する空気流の方向が矢印Ｂの場
合、ステーター１４，１６はその機能が入れかわる。
方向が矢印Ａの場合、１４は前置ステーター、１６は後
置ステーターとして働き、逆にラム・エア・タービンに
流入する空気流の方向が矢印Ｂの場合、ステーター１
４，１６はその機能が入れかわる。すなわち、タービン
１２は空気流から取り出したエネルギーにて発電機を回
転させ、電力を発生させるが、空気流の方向が矢印Ａの
方向であるとき、上流側のステーター１４は空気流に予
旋回を与え、空気流からタービン１２で取り出し得るエ
ネルギーを増大させる機能を有し、後方のステーター１
６はタービン１２を通過して速度の旋回成分が増加した
流れから旋回成分を減少させて、タービン１２が取り出
すエネルギーを増加させる機能を有しており、逆にラム
・エア・タービンに流入する空気流の方向が矢印Ｂの場
合、ステーター１４，１６はその機能が入れかわる。
【００１３】以下に、車両の正逆両方向の発電を可能に
するタービンのピッチ制御の例を図面に基づいて詳述す
る。まず、発電機内部のネジ構造などの制限により左右
回転が許容されない発電機を用いる場合について説明す
る。図３にタービン翼型に反りをつけない場合の車両の
進行方向に対応したタービン・ブレードのピッチ設定方
法を示す。図３のａにおいて、タービン１２1を通過す
る気流の方向が矢印Ａの方向のとき、タービン１２1の
回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右回転方向と選
択すると（左回転と選択した場合はステータ、タービン
のねじれ方向は軸Ｘに対して対称となる）、タービン・
ブレードに対する合成気流の方向と翼型平均矢高のなす
有効迎え角αが発生してタービン１２1を回転させよう
とする空気力成分ＦAが得られる。タービン１２1を通過
する気流の方向が矢印Ｂの方向に逆転した場合は、図３
のｂに図示のごとく、ピッチを変換するとタービン１２
の回転方向は一定に保ったまま、タービン１２1を回転
させようとする空気力成分ＦBを得ることができる。
するタービンのピッチ制御の例を図面に基づいて詳述す
る。まず、発電機内部のネジ構造などの制限により左右
回転が許容されない発電機を用いる場合について説明す
る。図３にタービン翼型に反りをつけない場合の車両の
進行方向に対応したタービン・ブレードのピッチ設定方
法を示す。図３のａにおいて、タービン１２1を通過す
る気流の方向が矢印Ａの方向のとき、タービン１２1の
回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右回転方向と選
択すると（左回転と選択した場合はステータ、タービン
のねじれ方向は軸Ｘに対して対称となる）、タービン・
ブレードに対する合成気流の方向と翼型平均矢高のなす
有効迎え角αが発生してタービン１２1を回転させよう
とする空気力成分ＦAが得られる。タービン１２1を通過
する気流の方向が矢印Ｂの方向に逆転した場合は、図３
のｂに図示のごとく、ピッチを変換するとタービン１２
の回転方向は一定に保ったまま、タービン１２1を回転
させようとする空気力成分ＦBを得ることができる。
【００１４】図４にタービン翼型に反りを付けた場合の
車両の進行方向に対応したタービン・ブレードのピッチ
設定方法を示す。図４のａにおいて、タービン１２2を
通過する気流の方向が矢印Ａの方向の時、タービン１２
2の回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右回転方向
と選択して（左回転と選択した場合はステーター、ター
ビンのねじれ方向は軸Ｘに対して対称となる）、タービ
ン・ブレードのピッチ設定の方法を上述の図３と同じと
する。そのとき得られる空気力成分ＦAの方向は図３と
同様である。タービン１２2を通過する気流の方向が矢
印Ｂの方向に逆転した場合は、図４のｂに図示の如くピ
ッチを変換すると、合成気流はタービン・ブレードに対
して後縁から流入することになるが、タービン１２2の
回転方向は一定に保ったまま、タービン１２2を回転さ
せようとする空気力成分ＦBを得ることができる。
車両の進行方向に対応したタービン・ブレードのピッチ
設定方法を示す。図４のａにおいて、タービン１２2を
通過する気流の方向が矢印Ａの方向の時、タービン１２
2の回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右回転方向
と選択して（左回転と選択した場合はステーター、ター
ビンのねじれ方向は軸Ｘに対して対称となる）、タービ
ン・ブレードのピッチ設定の方法を上述の図３と同じと
する。そのとき得られる空気力成分ＦAの方向は図３と
同様である。タービン１２2を通過する気流の方向が矢
印Ｂの方向に逆転した場合は、図４のｂに図示の如くピ
ッチを変換すると、合成気流はタービン・ブレードに対
して後縁から流入することになるが、タービン１２2の
回転方向は一定に保ったまま、タービン１２2を回転さ
せようとする空気力成分ＦBを得ることができる。
【００１５】一方方向にのみ回転する発電機を用いた場
合、上述の図３または図４に示す如くピッチを設定する
と良く、図３の翼型に反りをつけない場合は翼型の最大
揚力係数が小さくなるため、図４に示すピッチ設定より
タービン・サイズが大きくなるが、タービンの回転数が
相対的に高い場合は車両の進行方向変換による気流の方
向転換に伴うピッチ変化角度を小さくできる利点があ
る。図４のピッチ設定では気流の方向が変化するとター
ビン・ブレードに流入する気流が前縁から後縁へと変化
するため、翼型として前後に対称形状に近い翼型を選定
する必要がある。従って、たとえば円弧翼のごとき翼型
を用いる必要がある。すると、図３に示すピッチ設定と
比較して最大揚力係数はより大きく取れるので、タービ
ン・サイズの縮小には貢献するが、抵抗が大きくなる。
しかし、タービンと発電機の間に減速歯車のような回転
数の変換機を設けてタービンの回転数を低下させたシス
テムでは車両の進行方向の変更によるタービン通過気流
の方向変更に伴うピッチ変化角度は図３より小さくしう
る利点がある。
合、上述の図３または図４に示す如くピッチを設定する
と良く、図３の翼型に反りをつけない場合は翼型の最大
揚力係数が小さくなるため、図４に示すピッチ設定より
タービン・サイズが大きくなるが、タービンの回転数が
相対的に高い場合は車両の進行方向変換による気流の方
向転換に伴うピッチ変化角度を小さくできる利点があ
る。図４のピッチ設定では気流の方向が変化するとター
ビン・ブレードに流入する気流が前縁から後縁へと変化
するため、翼型として前後に対称形状に近い翼型を選定
する必要がある。従って、たとえば円弧翼のごとき翼型
を用いる必要がある。すると、図３に示すピッチ設定と
比較して最大揚力係数はより大きく取れるので、タービ
ン・サイズの縮小には貢献するが、抵抗が大きくなる。
しかし、タービンと発電機の間に減速歯車のような回転
数の変換機を設けてタービンの回転数を低下させたシス
テムでは車両の進行方向の変更によるタービン通過気流
の方向変更に伴うピッチ変化角度は図３より小さくしう
る利点がある。
【００１６】図５に車両の進行方向の変化に伴い、ター
ビンを通過する気流の方向が変化するとタービンの回転
方向も変化する場合のピッチ設定方法を示す。このピッ
チ設定はいずれの方向にも回転しうる発電機との組み合
わせ使用が前提条件となる。図５のａにおいて、反りを
付けたあるいは反りを付けない翼型を用いたタービン１
２3を通過する気流の方向が矢印Ａの方向のとき、ター
ビン１２3の回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右
回転方向と選択すると、タービン・ブレードに対する合
成気流の方向と翼型平均矢高のなす有効迎え角αが発生
してタービン１２3を回転させようとする空気力成分ＦA
が得られる。タービン１２3を通過する気流の方向が矢
印Ｂの方向に逆転した場合は、図５のｂに図示のごと
く、ピッチを変換するとタービン１２3の回転方向は反
転し、タービン１２3を回転させようとする空気力成分
ＦBを得ることができる。図５の場合は、タービン翼型
として反りのない翼型、円弧翼、その他の任意の翼型を
使用することが可能であり、最もタービン翼に対する制
限が少ない。従って、最も効果的に翼型性能を発揮させ
ることが可能である。
ビンを通過する気流の方向が変化するとタービンの回転
方向も変化する場合のピッチ設定方法を示す。このピッ
チ設定はいずれの方向にも回転しうる発電機との組み合
わせ使用が前提条件となる。図５のａにおいて、反りを
付けたあるいは反りを付けない翼型を用いたタービン１
２3を通過する気流の方向が矢印Ａの方向のとき、ター
ビン１２3の回転方向を例えば気流Ａの上流から見て右
回転方向と選択すると、タービン・ブレードに対する合
成気流の方向と翼型平均矢高のなす有効迎え角αが発生
してタービン１２3を回転させようとする空気力成分ＦA
が得られる。タービン１２3を通過する気流の方向が矢
印Ｂの方向に逆転した場合は、図５のｂに図示のごと
く、ピッチを変換するとタービン１２3の回転方向は反
転し、タービン１２3を回転させようとする空気力成分
ＦBを得ることができる。図５の場合は、タービン翼型
として反りのない翼型、円弧翼、その他の任意の翼型を
使用することが可能であり、最もタービン翼に対する制
限が少ない。従って、最も効果的に翼型性能を発揮させ
ることが可能である。
【００１７】
【発明の効果】この発明による磁気浮上式高速鉄道用風
力発電装置は、タービンを挟み一対のステーターを同軸
配置した正逆両方向の発電を可能にしたラム・エア・タ
ービン発電装置を、複数の磁気浮上車両の車上等に分散
配置することにより、車両の進行方向にかかわらず、そ
れぞれ１００％の発電能力を発揮し、従来の先頭及び後
尾車両への集中配置型と比較して重量は６０％、寸法は
約７５％程度に軽減できる。又、逆に集中配置型と同様
の重量が許容されるのであれば、発電装置を要求される
発電能力以上に大きくでき、余剰電力を発電できるた
め、車両が低速走行あるいは停止時の発電能力の低下の
際に使用するよう蓄電することができる。さらに、この
発明では発電装置を各車両に載置することができ、先頭
及び後尾車両への集中配置型と比較して配電する電力量
を減少させることができ、発電装置からの配電システム
の軽量化が可能である。
力発電装置は、タービンを挟み一対のステーターを同軸
配置した正逆両方向の発電を可能にしたラム・エア・タ
ービン発電装置を、複数の磁気浮上車両の車上等に分散
配置することにより、車両の進行方向にかかわらず、そ
れぞれ１００％の発電能力を発揮し、従来の先頭及び後
尾車両への集中配置型と比較して重量は６０％、寸法は
約７５％程度に軽減できる。又、逆に集中配置型と同様
の重量が許容されるのであれば、発電装置を要求される
発電能力以上に大きくでき、余剰電力を発電できるた
め、車両が低速走行あるいは停止時の発電能力の低下の
際に使用するよう蓄電することができる。さらに、この
発明では発電装置を各車両に載置することができ、先頭
及び後尾車両への集中配置型と比較して配電する電力量
を減少させることができ、発電装置からの配電システム
の軽量化が可能である。
【００１８】上述のごとく重量、寸法及び各車両への配
電システムの面ですぐれた特性を有する分散型ラム・エ
ア・タービンにおいて、いずれの方向にも回転しうる発
電機と組み合わせて使用すると、車両の進行方向の変化
に伴い前述の図５に示すようにピッチを設定すると、タ
ービン・ブレードを最も効率よく作動させることがで
き、必要な電力発生量を得るために最もコンパクトなシ
ステムを構築することができる。なお、図３から図５に
示すこの発明のピッチ制御方法は、従来の集中配置型に
も適用できることは言うまでもないことである。
電システムの面ですぐれた特性を有する分散型ラム・エ
ア・タービンにおいて、いずれの方向にも回転しうる発
電機と組み合わせて使用すると、車両の進行方向の変化
に伴い前述の図５に示すようにピッチを設定すると、タ
ービン・ブレードを最も効率よく作動させることがで
き、必要な電力発生量を得るために最もコンパクトなシ
ステムを構築することができる。なお、図３から図５に
示すこの発明のピッチ制御方法は、従来の集中配置型に
も適用できることは言うまでもないことである。
【図１】この発明による風力発電装置を備えた磁気浮上
式高速鉄道列車を示す斜視説明図である。
式高速鉄道列車を示す斜視説明図である。
【図２】この発明による風力発電装置を示す一部破断斜
視説明図である。
視説明図である。
【図３】この発明によるタービンのピッチ制御の例を示
す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステータ
ーを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回りの場
合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステータ
ーを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが右回り
の場合を示す。
す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステータ
ーを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回りの場
合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステータ
ーを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが右回り
の場合を示す。
【図４】この発明によるタービンのピッチ制御の他の例
を示す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回り
の場合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが右
回りの場合を示す。
を示す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回り
の場合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが右
回りの場合を示す。
【図５】この発明によるタービンのピッチ制御の他の例
を示す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回り
の場合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが左
回りの場合を示す。
を示す説明図であり、ａにステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が矢印Ａでタービンが右回り
の場合を示し、ｂは同様にステーター、タービン、ステ
ーターを示し、気流の方向が逆に矢印Ｂでタービンが左
回りの場合を示す。
１ 磁気浮上車両 ２ 先頭車両 ３ 後尾車両 ５ パイロン １０ ラム・エア・タービン発電装置 １１ ダクト １２，１２1，１２2，１２3 タービン １３ タービン・ディスク １４，１６ ステーター １５，１７ ステーター・ハウジング
Claims (4)
- 【請求項１】 吸音手段を有しかつ空気の風路内への取
り込みと排気の効率を高めた非一様断面のダクト内に発
電機を駆動するタービンを配置し、かつタービンのピッ
チを可変となして正逆両方向の発電を可能にした磁気浮
上車両用ラム・エア・タービン発電装置を、複数の磁気
浮上車両の外面上に分散配置したことを特徴とする磁気
浮上式高速鉄道用風力発電装置。 - 【請求項２】 少なくとも１つのステーターをタービン
と同軸配置したことを特徴とする請求項１に記載の磁気
浮上式高速鉄道用風力発電装置。 - 【請求項３】 反りを有しないタービン翼あるいはター
ビン翼の断面形状が円弧翼等の前後に対称形に近いター
ビン翼を用い、発電機が一方向回転型であることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の磁気浮上式高速
鉄道用風力発電装置。 - 【請求項４】 任意断面形状のタービン翼を用い、発電
機が両方向回転型であることを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の磁気浮上式高速鉄道用風力発電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297544A JPH07127562A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気浮上式高速鉄道用風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5297544A JPH07127562A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気浮上式高速鉄道用風力発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07127562A true JPH07127562A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17847916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5297544A Pending JPH07127562A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気浮上式高速鉄道用風力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07127562A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020069331A (ko) * | 2001-02-24 | 2002-08-30 | 조준목 | 풍력을 이용한 기차 |
| JP2002332952A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Takayanagi Kenkyusho:Kk | 風力発電装置 |
| JP2011246043A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Osaka Sharyo Kogyo Kk | 索道用ゴンドラ |
| CN108583590A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-09-28 | 徐州中誉鑫鸿工业技术咨询有限公司 | 一种类真空轨道运输系统及其控制方法 |
| CN114257054A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 樟树市菜瓜科技有限公司 | 一种具有蓄电功能的节能环保的高效发电机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05344601A (ja) * | 1992-06-04 | 1993-12-24 | Central Japan Railway Co | リニアモータカー |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP5297544A patent/JPH07127562A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05344601A (ja) * | 1992-06-04 | 1993-12-24 | Central Japan Railway Co | リニアモータカー |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020069331A (ko) * | 2001-02-24 | 2002-08-30 | 조준목 | 풍력을 이용한 기차 |
| JP2002332952A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Takayanagi Kenkyusho:Kk | 風力発電装置 |
| JP2011246043A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Osaka Sharyo Kogyo Kk | 索道用ゴンドラ |
| CN108583590A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-09-28 | 徐州中誉鑫鸿工业技术咨询有限公司 | 一种类真空轨道运输系统及其控制方法 |
| CN114257054A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 樟树市菜瓜科技有限公司 | 一种具有蓄电功能的节能环保的高效发电机 |
| CN114257054B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-09-26 | 陆河县鸿泰水电开发有限公司 | 一种具有蓄电功能的节能环保的高效发电机 |
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