JP2005147054A - Vertical shaft windmill power generating device - Google Patents
Vertical shaft windmill power generating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005147054A JP2005147054A JP2003388159A JP2003388159A JP2005147054A JP 2005147054 A JP2005147054 A JP 2005147054A JP 2003388159 A JP2003388159 A JP 2003388159A JP 2003388159 A JP2003388159 A JP 2003388159A JP 2005147054 A JP2005147054 A JP 2005147054A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vertical axis
- axis wind
- wind
- windmill
- wind turbine
- 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.)
- Pending
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、パドル形風車、クロスフロー形風車、ダリウス形風車、サボニウス形風車などの垂直軸風車を使用する垂直軸風車発電装置に関し、特に風の保有エネルギーを効率よく利用して発電するための垂直軸風車発電装置に関する。 The present invention relates to a vertical axis wind turbine generator using a vertical axis wind turbine such as a paddle type wind turbine, a cross flow type wind turbine, a Darrieus type wind turbine, or a Savonius type wind turbine, and more particularly, to efficiently generate power by using wind energy. The present invention relates to a vertical axis wind turbine generator.
風力を動力として利用する技術は水車と並んで古い歴史があるが、近年、クリーンエネルギーの利用の一環として風力発電技術が注目されている。風力発電を行う風車には、プロペラ形風車、多翼形風車のような水平軸風車とパドル形風車、クロスフロー形風車、サボニウス形風車、或いはダリウス形風車のような垂直軸風車とがある。業務用の大形風力発電用風車としてはプロペラ形風車に代表される水平軸風車が多く利用されている。 Technology using wind power as power has an old history along with water turbines, but in recent years, wind power generation technology has attracted attention as part of the use of clean energy. Wind turbines that generate wind power include horizontal shaft wind turbines such as propeller type wind turbines and multi-blade wind turbines, and vertical axis wind turbines such as paddle type wind turbines, cross flow type wind turbines, Savonius type wind turbines, and Darius type wind turbines. Horizontal-axis wind turbines represented by propeller-type wind turbines are often used as commercial-use large wind turbines.
このような水平軸風車による風力発電は、主に海岸地方や高台など強風の期待できる地点に多数設置してウィンドウファームを形成する例が多い。特にプロペラ形風車は、航空機のプロペラの研究から派生している技術が多く利用され、技術的には最も進んだ状態にあるが、ブレードの加工には高度な金属加工技術が必要となる。 In many cases, wind farms using horizontal axis wind turbines are installed at many locations where strong winds can be expected, such as coastal areas and hills, to form window farms. In particular, propeller-type windmills are the most technologically advanced technology derived from research on aircraft propellers. However, advanced metalworking techniques are required for blade processing.
また、水平軸風車は、風車の回転面を常に風上に合わせなければならない上、伝達機構、制御機構及び発電機等の重量物を支持塔の頂部に取り付けなければならない等の欠点もある。これに対して垂直軸風車を利用する場合は、全周囲からの風を受けて回転するため風向に依存しない、重量物を地上又は支持塔中間部に設置できる、更にはブレードの製造がプロペラ形に比べて簡単であるという利点があり、比較的小形の風車設備に利用されている。 In addition, the horizontal axis windmill has drawbacks such that the rotating surface of the windmill must always be aligned with the windward, and heavy objects such as a transmission mechanism, a control mechanism, and a generator must be attached to the top of the support tower. On the other hand, when a vertical axis wind turbine is used, it is rotated by receiving wind from the entire circumference, so it does not depend on the wind direction, and heavy objects can be installed on the ground or in the middle of the support tower. It has the advantage that it is simple compared to, and is used for relatively small wind turbine equipment.
いずれの形式の風力発電設備にあっても、風向・風力ともに絶えず微妙に変化している風を有効に利用するために、多くの工夫が凝らされている。水平軸風車を利用する風力発電設備に於いては、風車回転面を風向に常に正対させるための最も簡易な手段として垂直尾翼を利用する構成があるが、これに代えて風向センサーとサーボモータとを使用することにより一層精密な自動方向制御が行なわれるようになって来ている。 Regardless of the type of wind power generation equipment, many ideas have been devised to make effective use of winds that are constantly changing in both direction and wind. In wind power generation equipment using a horizontal axis wind turbine, there is a configuration that uses a vertical tail as the simplest means for always facing the wind turbine rotation surface to the wind direction, but instead, a wind direction sensor and a servo motor are used. By using these, more precise automatic direction control has been performed.
他方、風力を有効に利用するためには、先端側の直径が絞られていて後方側の径が拡張されている風洞を用いて、この風洞内に水平軸風車を配設し、後方が低圧となる原理を利用して流動速度を増速する風増速装置及び該装置を用いた風力発電装置が開示されている(特許文献1)。 On the other hand, in order to effectively use wind power, a wind tunnel in which the diameter on the front end side is narrowed and the diameter on the rear side is expanded is used. A wind speed increasing device that increases the flow speed using the principle described above and a wind power generator using the device are disclosed (Patent Document 1).
また風力を可能な限り有効に利用するため、風車の先方側に突き出している部分が拡張された風洞を備え、絞り込まれた風洞出口からの流動空気を水平軸風車の回転翼に衝突させる風力発電設備も開示されている(特許文献2)。 In order to use wind power as effectively as possible, the wind turbine generator has a wind tunnel with an extended portion protruding toward the front side of the wind turbine and collides the air flow from the narrowed wind tunnel exit with the rotor blades of the horizontal axis wind turbine. Equipment is also disclosed (Patent Document 2).
しかし、例えば、プロペラ形のような水平軸形風車に風洞を取り付けることは1ブレードの長さが10m以上になるものもあり、いずれの場合であれ、空気取り入れ口寸法が数十メートル以上にも及ぶ大形設備となり、これを風向きに対応させて動かすことは実用上極めて困難な問題となる。 However, for example, attaching a wind tunnel to a horizontal axis type wind turbine such as a propeller type has a blade length of 10 m or more, and in any case, the air intake size is several tens of meters or more. It becomes a very large problem, and it becomes a very difficult problem in practice to move it according to the wind direction.
本発明は、垂直軸風車を利用する風力発電装置に於いて、風力を効率的に利用し、かつ安定化させることにより、効率のよい風力発電を行うことができる垂直軸風力発電装置を提供することを解決の課題とする。 The present invention provides a vertical axis wind power generator capable of efficiently generating wind power by efficiently using and stabilizing wind power in a wind power generator using a vertical axis wind turbine. This is the problem to be solved.
本発明の1は、中間に位置する一基以上の垂直軸風車と、
該垂直軸風車の上下面に近接して位置し、相互に平行で、その各外縁部が該垂直軸風車の投影部より外方に位置する上下の整流板と、
該上下の整流板の外縁部に各々両者の間の間隔が外方に向かって拡開するようにその一方又は双方を傾斜させて配した導風板と、
前記垂直軸風車の出力軸の回転力で回転駆動される発電機と、
で構成した垂直軸風力発電装置である。
1 of the present invention includes one or more vertical axis wind turbines located in the middle;
Upper and lower rectifying plates that are located close to the upper and lower surfaces of the vertical axis wind turbine, are parallel to each other, and their outer edge portions are located outward from the projection portion of the vertical axis wind turbine;
A baffle plate disposed on one or both of the upper and lower rectifying plates so that one or both of them are inclined so that an interval between the two expands outwardly;
A generator that is rotationally driven by the rotational force of the output shaft of the vertical axis wind turbine;
It is the vertical axis wind power generator comprised by these.
本発明の2は、本発明の1の垂直軸風力発電装置に於いて、前記垂直軸風車が一基であり、前記上下の整流板が円板状であって、該垂直軸風車を該上下の整流板間の中央に位置させたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the vertical axis wind power generator according to the first aspect of the present invention, the vertical axis wind turbine is a single unit, the upper and lower rectifying plates are disk-shaped, and the vertical axis wind turbine is It is located in the center between the current plate.
本発明の3は、本発明の1の垂直軸風力発電装置に於いて、前記垂直軸風車が複数基であり、前記上下の整流板が角部を丸めた多角形板状であって、該複数の垂直軸風車を該上下の整流板間に平均した位置関係で配置したものである。 A third aspect of the present invention is the vertical axis wind power generator according to the first aspect of the present invention, wherein the vertical axis wind turbine includes a plurality of units, and the upper and lower rectifying plates are polygonal plate shapes with rounded corners, A plurality of vertical axis wind turbines are arranged in an average positional relationship between the upper and lower rectifying plates.
本発明の4は、本発明の1、2又は3の垂直軸風力発電装置に於いて、前記上下の整流板の下方に配した筒状温室であって、下方に空気の導入口を、上方に空気の吐出口を、それぞれ開口した筒状温室と、該筒状温室の上下方向途中に配した補助風車であって、太陽熱によって加温され該筒状温室を上昇する上昇気流によって回転させられる補助風車と、該補助風車の回転力を前記垂直軸風車の回転軸に伝達する回転伝達部とで構成した補助回転駆動手段を付設したものである。 4 of the present invention is a cylindrical greenhouse arranged below the upper and lower rectifying plates in the vertical axis wind power generator of 1, 2, or 3 of the present invention, wherein an air inlet is provided below And an auxiliary windmill arranged in the middle of the cylindrical greenhouse in the up-down direction and rotated by an updraft heated by solar heat and rising up the cylindrical greenhouse. Auxiliary rotation drive means comprising an auxiliary wind turbine and a rotation transmission unit that transmits the rotational force of the auxiliary wind turbine to the rotation shaft of the vertical axis wind turbine is additionally provided.
本発明の5は、本発明の1、2、3又は4の垂直軸風力発電装置に於いて、前記上下の整流板の内の上方のそれの上面に太陽電池パネルを設置し、風力発電に加えて太陽電池発電を可能にしたものである。 5 of the present invention is the vertical axis wind power generator according to 1, 2, 3 or 4 of the present invention, wherein a solar cell panel is installed on the upper surface of the upper and lower rectifying plates, and wind power generation is performed. In addition, solar cell power generation is possible.
本発明の6は、本発明の1、2、3、4又は5の垂直軸風力発電装置に於いて、前記垂直軸風車として、パドル形風車、ダリウス形風車、クロスフロー形風車、サボニウス形風車、S形ローター、ジャイロミル形風車の中から選択されたいずれかの風車を採用したものである。 6 of the present invention is the vertical axis wind power generator of 1, 2, 3, 4 or 5 of the present invention, wherein the vertical axis wind turbine includes a paddle type wind turbine, a Darius type wind turbine, a cross flow type wind turbine, and a Savonius type wind turbine. One of the wind turbines selected from among the S-type rotor and the gyro-mill type wind turbine is adopted.
本発明の1の垂直軸風力発電装置によれば、用いられている風車が垂直軸風車であるため、水平の全方向の風に対して問題なく対応し、頻繁に風向きの変わる風であってもこれを良好に回転力に変換することができるものであるが、更に上下の整流板の外縁部から外方に向かってそれぞれその間を拡大する方向にその一方又は双方を傾斜させた導風板を構成したものであるため、より広い範囲の風を整流板の間に導いて増速させ、かつ風の流れを該整流板の間で整流して該垂直軸風車の回転翼に効率よく衝突させることができるものでもある。導風板は、更に上下斜め方向から吹く風も又整流板の間に導き、これらの風も同様に整流板の間で整流して該垂直軸風車の回転翼に効率よく衝突させることができるものである。そのため、その周辺の風力が若干小さくても、或いは風の向きが若干上向き又は下向きのものであっても該垂直軸風車からより大きな動力が得られ、安定した風力発電に寄与することができる。 According to the vertical axis wind power generator of 1 of the present invention, since the wind turbine used is a vertical axis wind turbine, it responds to the horizontal omnidirectional wind without any problem and frequently changes the wind direction. However, it is possible to convert this into a rotational force satisfactorily, but further, one or both of them are inclined in the direction of enlarging between the outer edge portions of the upper and lower rectifying plates outward. Therefore, a wider range of wind can be guided between the rectifying plates to increase the speed, and the flow of the wind can be rectified between the rectifying plates to efficiently collide with the rotor blades of the vertical axis wind turbine. It is also a thing. The wind guide plate further guides the wind blown from the top and bottom oblique directions between the rectifying plates, and these winds can also be rectified between the rectifying plates and collide with the rotor blades of the vertical axis wind turbine efficiently. Therefore, even if the surrounding wind force is slightly small, or even if the wind direction is slightly upward or downward, more power can be obtained from the vertical axis wind turbine, which can contribute to stable wind power generation.
本発明の2の垂直軸風力発電装置によれば、一基の垂直軸風車を用いた場合に、水平全方向からの風を効率的に集めて増速し、かつ整流した上で、その風のエネルギーを低下させることなく、該風車に衝突させ、これを効率的に回転力に変換することができるものである。 According to the vertical axis wind power generator of 2 of the present invention, when a single vertical axis wind turbine is used, the wind from all horizontal directions is efficiently collected, accelerated, and rectified. It is possible to make the wind turbine collide and efficiently convert it into a rotational force without lowering the energy.
本発明の3の垂直軸風力発電装置によれば、複数基の垂直軸風車をより効率的に整流板の間に配してより多くの風力エネルギーを得、これをより大きな電力に変換することができることとなる。 According to the vertical axis wind power generator of 3 of the present invention, a plurality of vertical axis wind turbines can be more efficiently arranged between the rectifying plates to obtain more wind energy and convert this into larger electric power. It becomes.
本発明の4の垂直軸風力発電装置によれば、天気の良い日の太陽熱を利用して、これによって上昇気流を生じさせ、そのエネルギーを補助的な回転力に変換することができる。 According to the vertical axis wind power generator of No. 4 of the present invention, it is possible to generate an updraft by using solar heat on a sunny day, and to convert the energy into an auxiliary rotational force.
本発明の5の垂直軸風力発電装置によれば、空いている平面である整流板の上面を利用して風力発電に加えて太陽電池発電を可能にするものである。 According to the vertical axis wind power generator of 5 of the present invention, solar cell power generation is enabled in addition to wind power generation using the upper surface of the rectifying plate which is a vacant plane.
本発明の6の垂直軸風力発電装置によれば、種々のタイプの垂直軸風車を自由に利用してこれを構成することができる。
According to the vertical axis
本発明は、基本的に、中間に位置する垂直軸風車と、該垂直軸風車の上下面に近接して位置する上下の整流板と、該上下の整流板の外縁部に傾斜させて配した導風板と、前記垂直軸風車の出力軸の回転力で回転駆動される発電機とで構成した垂直軸風力発電装置である。 The present invention basically has a vertical axis wind turbine positioned in the middle, upper and lower rectifying plates positioned close to the upper and lower surfaces of the vertical axis wind turbine, and inclined to the outer edges of the upper and lower rectifying plates. It is a vertical axis wind power generator configured by a wind guide plate and a generator that is rotationally driven by the rotational force of the output shaft of the vertical axis wind turbine.
前記垂直軸風車は、云うまでもなく、風力を回転力に変換する手段であり、これは一基以上のそれで構成することができる。該垂直軸風車は、特定のそれに限定されず、パドル形風車、ダリウス形風車、サボニウス形風車、クロスフロー形風車、S形ロータ又はジャイロミル形風車等から設置場所の条件その他を考慮して適宜選択して採用することができる。勿論垂直軸風車であればこれ以外のそれを採用することも自由である。 Needless to say, the vertical axis wind turbine is a means for converting wind power into rotational force, which can be composed of one or more. The vertical axis wind turbine is not limited to a specific one, and is appropriately determined in consideration of the installation location conditions and the like from a paddle type wind turbine, a Darrieus type wind turbine, a Savonius type wind turbine, a cross flow type wind turbine, an S type rotor or a gyromill type wind turbine. Can be selected and adopted. Of course, other vertical wind turbines can be used.
ところで前記パドル形風車は、凹面と凸面とを持つ半球状の風受け部を備えた風車で、ロビンソン風速計として知られている風車である。この風車は、半球状の風受け部の凹面と凸面とに当たる風によって発生する抗力差によって回転する。半球形風受け部の凹面における抗力は凸面のおよそ4倍となる。前記ダリウス形風車は、翼形断面の曲りブレード2枚から3枚を垂直軸に取り付けたもので揚力利用の風車である。この風車は風のもつエネルギーの約35%を取り出すことができ風力発電用としても適している。 By the way, the paddle type windmill is a windmill having a hemispherical wind receiving portion having a concave surface and a convex surface, and is known as a Robinson anemometer. The windmill rotates due to a drag difference generated by the wind hitting the concave and convex surfaces of the hemispherical wind receiving portion. The drag force on the concave surface of the hemispherical wind receiving portion is approximately four times that of the convex surface. The Darrieus-type windmill is a windmill using lift by attaching two to three bent blades of airfoil cross section to a vertical axis. This windmill can extract about 35% of the energy of the wind and is also suitable for wind power generation.
前記サボニウス形風車は、円筒を半分に切った形の風受けバケットを向い合せ中心をわずかにずらして取り付けた構造で、抗力差を利用する風車である。前記クロスフロー形風車は、軸まわりの円周に沿って円弧状の細長い回転翼を多数取り付けたもので、エアコン用送風機のシロッコファンに似た形状の風車である。前記S形ローターは、S字形断面となるように湾曲された金属板が垂直軸を中心として取り付けられた風車である。半円筒形の凹形風受け面と反対の凸形面とにおける約2倍の抗力差によって回転する。また前記ジャイロミル形風車は、特殊な垂直軸風車であり、同心円上に対称翼形の直線ブレードを2枚から4枚取り付けたタイプの風車である。 The Savonius-type windmill is a windmill that utilizes a drag difference with a structure in which a wind-receiving bucket having a shape of a cylinder cut in half is faced and slightly shifted from the center. The crossflow type windmill is a windmill having a shape similar to a sirocco fan of an air conditioner blower, in which a large number of arc-shaped elongated rotor blades are attached along a circumference around an axis. The S-shaped rotor is a windmill in which a metal plate curved so as to have an S-shaped cross section is attached around a vertical axis. The semi-cylindrical concave wind receiving surface and the opposite convex surface rotate by a drag difference of about twice. The gyromill type windmill is a special vertical axis windmill in which two to four symmetric airfoil linear blades are mounted on concentric circles.
前記上下の整流板は、円板状又は三角形以上の多角板状等に構成することができる。上下の整流板の間に一基の垂直軸風車を配する場合は該整流板は概ね円板状が適当であり、該垂直軸風車は該上下の整流板の中央に位置させるのが適当である。また複数基の垂直軸風車を配する場合は、整流板は角部を丸めた多角形板状が適当であり、該複数の垂直軸風車は該上下の整流板間に平均した位置関係で配置するのが適当である。より具体的には、長方形状又は種々の多角形状で角部を丸めた板材を採用することができる。いずれにしても、上下の整流板は、その外縁部が、その間に配される垂直軸風車の平面から見た投影部より外方に位置する寸法に構成する必要がある。なお上下の整流板は通常相互に同一寸法形状であるのが適当であるが、これに限定されるわけではない。都合によりいずれかを他方より大寸法に構成することも可能である。 The upper and lower rectifying plates can be configured in a disc shape or a polygon plate shape having a triangular shape or more. When a single vertical axis wind turbine is disposed between the upper and lower rectifying plates, the rectifying plate is generally disc-shaped, and the vertical axis wind turbine is suitably positioned at the center of the upper and lower rectifying plates. In addition, when arranging a plurality of vertical axis wind turbines, it is appropriate that the current plate is a polygonal plate with rounded corners, and the plurality of vertical axis wind turbines are arranged in an average positional relationship between the upper and lower current plates. It is appropriate to do. More specifically, a plate material with rounded corners in a rectangular shape or various polygonal shapes can be employed. In any case, the upper and lower rectifying plates need to be configured such that the outer edge portions thereof are positioned outward from the projection portion viewed from the plane of the vertical axis wind turbine disposed therebetween. Although it is appropriate that the upper and lower rectifying plates have the same size and shape, it is not limited to this. It is also possible to make either one larger than the other for convenience.
該二つの整流板の外縁部にはそれぞれ外方に向かって延長状態に導風板を構成する。これらの導風板は各々外方に向かって両者の間の間隔が拡開するように構成する。双方の導風板を、相互の間隔が外縁に向かって拡開するように傾斜させて配する、即ち、下方の導風板は外縁に向かって下向き傾斜させ、上方の導風板は外縁に向かって上向き傾斜させるように構成することができる。或いは、上下の導風板の内の一方は水平に延長し、他方のみを外縁に向かって両者の間隔が拡開するように、即ち、例えば、下方の導風板を水平に延長し、上方の導風板を外縁に向かって上向き傾斜させる、或いは上方の導風板を水平に延長し、下方の導風板を外縁に向かって下向き傾斜させるようにすることも可能である。またこれらの導風板は角度を変更可能に構成しておくこともできる。 A wind guide plate is formed on the outer edges of the two rectifying plates so as to extend outward. These air guide plates are configured such that the distance between them increases outward. Both wind guide plates are inclined so that the distance between them spreads toward the outer edge, that is, the lower wind guide plate is inclined downward toward the outer edge, and the upper wind guide plate is at the outer edge. It can comprise so that it may incline upwards. Alternatively, one of the upper and lower wind guide plates extends horizontally, and only the other extends toward the outer edge so that the distance between the two widens. That is, for example, the lower wind guide plate is extended horizontally, It is also possible to incline the air guide plate upward toward the outer edge, or to extend the upper air guide plate horizontally and incline the lower air guide plate downward toward the outer edge. Moreover, these baffle plates can also be configured such that the angle can be changed.
これらの導風板の内、上向き傾斜の導風板又は下向き傾斜の導風板は、必ずしも直線的に上向き傾斜又は下向き傾斜する物でなければならないわけではなく、例えば、その傾斜角度を外縁に向かって徐々に大きな角度になるように構成することもできる。また導風板に周囲の風の状況に応じて波形等の若干の凹凸を付すことも可能であることは云うまでもない。
こうして該整流板と該導風板とからなる全体の形状は概略板状又は皿状となる。上方のそれは板状又は上向きの皿状であり、下方のそれは板状又は下向きの皿状である。
Of these wind guide plates, an upwardly inclined wind guide plate or a downwardly inclined wind guide plate does not necessarily have to be linearly inclined upward or downward, for example, with the inclination angle at the outer edge. It can also be configured such that the angle gradually becomes larger. It goes without saying that the air guide plate can be provided with slight irregularities such as corrugations according to the surrounding wind conditions.
Thus, the overall shape of the current plate and the air guide plate is substantially plate-shaped or dish-shaped. The upper one is a plate or an upward dish, and the lower one is a plate or a downward dish.
これらの導風板は、整流板を構成する板材を所定の部位からそのまま延長し、または所定の部位で該当する方向及び角度で折曲して構成し、或いは整流板の外縁部に他の部材を結合して構成することができる。 These air guide plates are formed by extending a plate material constituting the current plate as it is from a predetermined part, or bending it at a predetermined direction and angle at a predetermined part, or other members on the outer edge of the current plate. Can be combined.
上下の整流板は適当な構造材でその間隔を保持するようにする。例えば、上下の両者を、前記垂直軸風車の回転に支障とならない位置で、複数の棒材又はパイプ材で結合してその間隔を保持するように構成することができる。該棒材又はパイプ材は、上下の整流板の外縁部付近に、定角度間隔、例えば、120度又は90度等の角度間隔で配するのが適当である。 The upper and lower rectifying plates are maintained with a suitable structure material. For example, both the upper and lower sides can be configured to be coupled with a plurality of bar members or pipe members at positions where they do not hinder the rotation of the vertical axis wind turbine, and the distance between them can be maintained. It is appropriate to arrange the bar or pipe material in the vicinity of the outer edge portions of the upper and lower rectifying plates at a constant angular interval, for example, an angular interval such as 120 degrees or 90 degrees.
前記上下の整流板は、前記のように、導風板と一体となって皿状又は板状をなすものであるから、その内、導風板と一体となって皿状に構成した上方の整流板上には雨水が滞留する虞があり、これを除去する手段を必要とする。これは、例えば、該上下の整流板を所定の間隔に保持するための構造材であるパイプ材を利用して構成することができる。該パイプ材の上端を上方の整流板の上面まで貫通させて開口させ、下端を下方の整流板の下面以下まで貫通させて開口させ、上方の整流板の上面上に滞留した雨水を該パイプ体を通じて下方の整流板の下まで流下させるように構成することができる。該パイプ体は更に延長して排水設備まで雨水を流下させるように構成することもできるし、その下端は下方の整流板の下までとし、ここからは適当なホース部材を接続して排水設備まで雨水を流下させるように構成することもできる。 As described above, the upper and lower rectifying plates are integrally formed with the air guide plate to form a plate shape or a plate shape. There is a possibility that rainwater may stay on the current plate, and means for removing the rainwater is required. This can be configured, for example, using a pipe material that is a structural material for holding the upper and lower rectifying plates at a predetermined interval. The upper end of the pipe material is opened through the upper surface of the upper rectifying plate, the lower end is opened through the lower surface of the lower rectifying plate, and the rain water staying on the upper surface of the upper rectifying plate is opened. It can comprise so that it may flow down to the bottom of a downward baffle plate. The pipe body can be further extended to allow rainwater to flow down to the drainage facility. The lower end of the pipe body extends to the bottom of the lower rectifying plate. From here, an appropriate hose member is connected to the drainage facility. It can also be configured to allow rainwater to flow down.
前記発電機は、前記上下の整流板の下方の適当な場所に設置する。またその種類は問わない。一基の垂直軸風車を備えた装置の場合は、その出力軸である回転軸の下方への延長上のいずれかの位置に設置するのが適当である。この場合は入力軸を垂直に立てて該垂直軸風車の回転軸とギアボックス等を介して結合し又は介さずに直接に結合することとすることができる。複数の垂直軸風車を備えた装置の場合は、それらの個々の垂直軸風車に、以上と同様にして発電機を結合し、若しくは、ギア等の伝達手段を介して複数の垂直軸風車の回転力を一つの回転軸に伝達し、該回転軸の回転力をギアボックス等を介して又は介さずに直接に伝達するように結合することができる。通常は、個々の垂直軸風車毎に発電機を結合するのが適当である。 The generator is installed at an appropriate place below the upper and lower rectifying plates. Moreover, the kind is not ask | required. In the case of a device having a single vertical axis wind turbine, it is appropriate to install it at any position on the lower extension of the rotating shaft that is the output shaft. In this case, the input shaft can be set up vertically and can be connected directly to the rotary shaft of the vertical axis wind turbine via a gear box or the like. In the case of a device having a plurality of vertical axis wind turbines, a generator is coupled to each of the vertical axis wind turbines in the same manner as described above, or the rotation of the plurality of vertical axis wind turbines is performed via a transmission means such as a gear. The force can be transmitted to one rotating shaft, and the rotational force of the rotating shaft can be coupled directly or not via a gear box or the like. Usually, it is appropriate to combine a generator for each vertical axis wind turbine.
前記垂直軸風車は、その出力軸である回転軸を、例えば、前記上下の整流板に取り付けた軸受に回転自在に支承させることとする。 In the vertical axis wind turbine, a rotating shaft that is an output shaft thereof is rotatably supported by, for example, bearings attached to the upper and lower rectifying plates.
この垂直軸風力発電装置には、種々の補助回転駆動手段を付設することができる。例えば、これは、前記上下の整流板の下方に筒状の温室空間を構成し、その温室空間の下方に空気の導入口を、上方に空気の吐出口を、それぞれ開口し、更に該温室空間の上下方向途中に補助風車を配し、該補助風車を太陽熱によって加温され該温室空間を上昇する上昇気流によって回転させるようにし、得られた該補助風車の回転力を回転伝達部を介して前記垂直軸風車の回転軸に伝達するように構成することができる。 Various auxiliary rotational drive means can be attached to the vertical axis wind power generator. For example, this comprises a cylindrical greenhouse space below the upper and lower rectifying plates, an air inlet is opened below the greenhouse space, an air outlet is opened above, and the greenhouse space is further opened. An auxiliary windmill is arranged in the middle of the vertical direction of the wind turbine, the auxiliary windmill is heated by solar heat and is rotated by the rising airflow that rises in the greenhouse space, and the rotational force of the obtained auxiliary windmill is transmitted via the rotation transmission unit. It can comprise so that it may transmit to the rotating shaft of the said vertical axis windmill.
また前記上下の整流板の内の上方のそれの上面には、太陽電池パネルを設置し、風力発電に加えて太陽電池発電を行うように構成することもできる。上方の整流板は、その外縁部に構成した導風板と一体となって全体として板状又は皿状をなしているが、全体として皿状をなしている後者の場合は、その上部を、導風板の外周径と同径の円板で閉じ、その上に太陽電池パネルを配することとすることもできる。このようにした場合は、太陽光がよりそのパネル面に照射され易くなり好都合である。加えて、そのような場合であっても雨水がその上に滞留する問題も生じなくなる利点が得られる。 Further, a solar cell panel may be installed on the upper surface of the upper and lower rectifier plates so as to perform solar cell power generation in addition to wind power generation. The upper rectifying plate is integrally formed with the air guide plate formed on the outer edge of the plate, or has a plate shape or a dish shape as a whole. It can be closed with a disk having the same diameter as the outer diameter of the air guide plate, and a solar cell panel can be disposed thereon. In such a case, sunlight is more easily irradiated on the panel surface, which is convenient. In addition, even in such a case, there is an advantage that the problem that the rainwater stays thereon does not occur.
従って本発明の垂直軸風力発電装置によれば、当然、この周辺で吹く風は上下の導風板により整流板の間に導かれて、その間の垂直軸風車の回転翼に衝突し、これを回転させることとなる。この装置の周辺で、前記上下の導風板の外縁間の高さで吹いている風は、上下の導風板の外縁間に吹き込むものであれば、これがより間隔の狭い整流板に案内されて増速され、更に整流板で整流されてその間の垂直軸風車の回転翼に衝突し、該垂直軸風車を効率的に回転させることとなる。これは、四方のいずれの方向からの風であれ、或いは強弱及び方向の頻繁に変動する風であれ、タイムラグを発生させることなく同様に作用し、同様に該垂直軸風車の回転のために用いられる。 Therefore, according to the vertical axis wind power generator of the present invention, naturally, the wind blowing around this is guided between the rectifying plates by the upper and lower wind guide plates, and collides with the rotating blades of the vertical axis wind turbine between them to rotate it. It will be. If the wind blowing around the device at the height between the outer edges of the upper and lower wind guide plates is blown between the outer edges of the upper and lower wind guide plates, it is guided to the baffle plates with a narrower interval. The speed is further increased, the current is further rectified by the current plate, and collides with the rotor blades of the vertical axis wind turbine therebetween to efficiently rotate the vertical axis wind turbine. This works in the same way without generating a time lag, whether it is wind from any of the four directions, or wind that fluctuates strongly and direction, and is also used for the rotation of the vertical axis wind turbine It is done.
このように広い範囲の風を集め、かつ空気流動路の乱れを修正することができるものであるため、風の保有するエネルギーを効率よく動力エネルギーに変換することができ、好ましい風力発電が可能となる。 In this way, it is possible to collect a wide range of wind and correct the turbulence of the air flow path, so that the energy held by the wind can be efficiently converted into motive energy, and preferable wind power generation is possible. Become.
また本発明の垂直軸風力発電装置によれば、商用電源その他電源との連系させて運用し、または単独で運用する等、自由な運用形態で使用することが可能である。更にバッテリと組み合わせ、十分な風力が得られた際に発生する余剰電力を蓄えておき、必要に応じて使用する形態を採用することもできる。 Moreover, according to the vertical axis wind power generator of the present invention, it can be used in a free operation form such as being operated in conjunction with a commercial power source or other power source, or operating alone. Furthermore, it is also possible to adopt a form in which surplus power generated when sufficient wind power is obtained is combined with a battery and used as necessary.
前記のように、上方の整流板の上面に太陽電池パネルを配設した場合は、ハイブリッド発電装置として利用することが可能となる。このようなハイブリッド発電装置は、風力と太陽光との両エネルギーを併用することにより両者が相補的に作用し、好ましい電力供給が可能となる。例えば、無風であっても陽光があれば発電可能であり、夜間や著しい曇天若しくは雨天であっても風力が所定レベル以上であれば発電が可能であるためである。 As described above, when the solar cell panel is disposed on the upper surface of the upper rectifying plate, it can be used as a hybrid power generator. In such a hybrid power generation apparatus, by using both energy of wind power and sunlight, both of them act complementarily, and preferable power supply becomes possible. For example, even if there is no wind, it is possible to generate electricity if there is sunlight, and even if it is nighttime, significant cloudy or rainy, it is possible to generate electricity if the wind force is above a predetermined level.
本発明の垂直軸風力発電装置によれば、その容量は用途に応じて適宜選択できるが、商用電源と連系する運用を採用する場合はできるだけ大容量とすることが望ましい。このような大容量化にあっては、大形の垂直軸風車1基のみで構成することも可能であるが、前記したように、複数基の垂直軸風車及び発電機のセットを併設しこれらを並列運転するように構成することにより容易に対応することができる。 According to the vertical axis wind power generator of the present invention, the capacity can be appropriately selected according to the application, but it is desirable that the capacity be as large as possible when operation linked to a commercial power source is adopted. In such an increase in capacity, it is possible to configure only one large vertical axis wind turbine, but as described above, a plurality of vertical axis wind turbines and a set of generators are provided side by side. It is possible to easily cope with this by configuring them to operate in parallel.
本発明の垂直軸風力発電装置によれば、これを建物の屋上等に設置して有用に用いることができる。特に、陸屋根の建築物上に設置するのに適しており、例えば、コンビニエンストア、スーパーマーケット、ガソリンスタンド、各種商店、オフィスビル、或いはマンション等の屋根に設置することができる。このようにして設置される垂直軸風力発電装置の出力は、これを設置した建物の照明用電源をはじめ、冷蔵・冷凍庫や空調装置の駆動用電源として使用することができる。なお本発明の垂直軸風力発電装置は、これを鉄塔その他の支持物により風力エネルギーの利用しやすい場所に設置することも、当然可能であり、不都合な理由はない。 According to the vertical axis wind power generator of the present invention, it can be used effectively by installing it on the rooftop of a building or the like. In particular, it is suitable for installation on buildings with flat roofs. For example, it can be installed on the roofs of convenience stores, supermarkets, gas stations, various shops, office buildings, apartment buildings, and the like. The output of the vertical axis wind power generator installed in this way can be used as a power source for driving a refrigeration / freezer or an air conditioner, as well as a power source for lighting of a building in which it is installed. The vertical axis wind power generator of the present invention can be installed in a place where wind energy can be easily used by a steel tower or other support, and there is no inconvenient reason.
また本発明の垂直軸風力発電装置によれば、プロペラ形風車に代表される水平軸風車と比較して十分扁平に構成することができるものであるため、台風その他の強風に対する機械的強度の面でも有利となる。 Further, according to the vertical axis wind power generator of the present invention, it can be configured to be sufficiently flat as compared with a horizontal axis wind turbine represented by a propeller type wind turbine, so that it has mechanical strength against typhoons and other strong winds. But it is advantageous.
この実施例1の垂直軸風力発電装置は、図1に示すように、垂直軸風車1と、その上下面に近接して位置する上下の整流板2、3と、該上下の整流板2、3の外縁部から延長した導風板2a、3aと、前記垂直軸風車1の出力軸の回転力で回転駆動される発電機4とを基本的構成要素として構成したものであり、これに、付属要素である、上方の整流板2の上部に配した太陽電池パネル5を付設したものである。
As shown in FIG. 1, the vertical axis wind power generator according to the first embodiment includes a vertical
前記垂直軸風車1は、云うまでもなく、水平方向からの風力を回転力に変換する手段であり、この実施例では、該垂直軸風車1としてダリウス形風車を採用した。該垂直軸風車1は、図1に示すように、その出力軸である回転軸6が、上方の整流板2に固設された軸受7及び下方整流板3に固設された軸受8で回転自在に支承されることによって上下の整流板2、3の間に回転自在に配されている。
Needless to say, the
前記回転軸6は、図1に示すように、下方の整流板3の下方に垂下され、その下端は前記発電機4の入力軸に結合している。
As shown in FIG. 1, the
前記上下の整流板2、3は、図2に示すように、円板状に構成したものであり、その直径は前記垂直軸風車1の回転部の直径を上回る寸法に構成してあるものである。これらの整流板2、3は、前記のように、その間に該垂直軸風車1を配してあり、その高さをわずかに越える間隔に設定してある。この間隔は、図1及び図2に示すように、90度の定角度間隔で両者間に配した間隔保持材9、9…で保持してある。これらの間隔保持材9、9…は上下の整流板2、3の間に導入される風に対する抵抗にならないようにできるだけ細い棒状の部材で構成したものである。ただし、この内の一本の間隔保持材9は、後述する排水管を兼ねたパイプ材で構成してある。
As shown in FIG. 2, the upper and
該整流板2、3の周縁(外縁)には、図1及び図2に示すように、ドーナツ状の導風板2a、3aが接続してある。上方の整流板2の導風板2aは、図1に示すように、外周に向かって斜め上向きに延長した構成であり、前記整流板2と該導風板2aとからなる全体の形状は皿状となっている。下方の整流板3の導風板3aは、図1に示すように、その外周に向かって斜め下向きに延長した構成であり、該整流板3と該導風板3aとからなる全体の形状は下向きの皿状となっている。上方の整流板2と導風板2aとによる構成と下方の整流板3と導風板3aとによる構成とは相互に上下対称な形状及び位置の関係となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, doughnut-shaped
上方の整流板2は、以上のように、その外縁部の導風板2aと共に、全体として、皿状をなすため、雨天時にはその上部に雨水が溜まることになる。この雨水は、前記のように、上下の整流板2、3を前記所定の間隔に保持するための間隔保持材9、9…の内の一本をパイプ材で構成し、図2に示すように、その上端を上方の整流板2の上面側に開口させ、下端を下方の整流板3の下まで貫通させ、かつ図1に示すように、その下端にホース部材10を接続して、流れ落ちる雨水を所定の排水設備まで流下案内させるように構成したものである。
As described above, the
前記発電機4は、前記整流板3及び導風板3a以上の各構成要素を支持するハウジング15の底部に配置し、前記のように、その入力軸に前記回転軸6を結合する。該発電機4としては、前記垂直軸風車1に対応する容量の交流発電機を採用し、図3に示すように、その出力は整流器11を介してバッテリ12に接続する。該発電機4の交流出力を整流器11で整流してバッテリ12に充電する趣旨である。バッテリ12は、更に前記太陽電池パネル5とも接続しており、その太陽光発電出力をこれに充電する趣旨である。バッテリ12はインバータ13とも接続してあり、一般の交流機器にその蓄えた電力を交流に変換して供給できるようにしてある。
The
前記ハウジング15は、有底円筒状の構成要素であり、前記のように、その底部に発電機4を配置する外、その内部で該発電機4の周囲には、前記バッテリ12等の電源回路要素を収納してあるものである。
The
前記太陽電池パネル5は、図1及び図2に示すように、前記上方の整流板2の上面上に固設したものである。このとき、排水管を兼ねた間隔保持材9の上部の開口部を塞がないように、その位置を避けて配すべきは云うまでもない。この太陽電池パネル5は、前記し、かつ図3に示すように、前記整流器11の出力と並列にバッテリ12に接続し、両者が相補的に作用するようにする。
なお図3中、14は、逆流防止用のダイオードである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In FIG. 3,
この実施例1では、このように構成した垂直軸風力発電装置を陸屋根に構成されているビルの屋上に設置して使用することとした。 In the first embodiment, the vertical axis wind power generator configured as described above is installed and used on the roof of a building configured on a flat roof.
従ってこの実施例1の垂直軸風力発電装置によれば、この周辺で吹く風を上下の導風板2a、3aにより整流板2、3の間に導き、その間の垂直軸風車1の回転翼に衝突させることにより、これを回転させ、効率的に風のエネルギーを取り出して発電機4を回転駆動し、電力を発生させることができる。
Therefore, according to the vertical axis wind power generator of the first embodiment, the wind blown around this is guided between the rectifying
この装置の周辺で、前記上下の導風板2a、3aの外縁部間の高さで吹き、それらの外縁部間に吹き込む風は、相互の外縁部間から徐々に内側に向かって狭くなる導風板2a、3aにより、その内縁部と同間隔の整流板2、3間に案内されて増速され、更に該整流板2、3で好適に整流され、空気流動の乱れが修正された上で、その間に配してある垂直軸風車1の回転翼に衝突することとなる。そのため風の保有エネルギーを効率的に利用して回転動作に変換させることができることとなる。
Around this device, the air is blown at the height between the outer edges of the upper and lower
このような導風板2a、3aによる風の増速案内作用及び整流板2、3による整流作用は、導風板2a、3a及び整流板2、3が水平全方向に開いたものであり、全方向から風を区別なく取り込むことができるものであるため、水平方向のいずれの方向からの風であっても、タイムラグを発生させることなく、かつ差違を生じることなく、その作用を生じさせることができるものである。更に、それらの増速作用及び整流作用は、強弱及び方向の頻繁に変動する風であっても、同様に生じさせることができるものである。そして増速されかつ整流された風が該垂直軸風車1の回転のために用いられるものであるため、効率的な回転力への変換が行われ、該垂直軸風車1の回転軸6に接続する発電機4が良好に回転駆動され、効率的な発電が行われることとなる。
Such wind speed increasing guide action by the
該発電機4で得られた交流電力は整流器11で整流されてバッテリ12に充電される。前記インバータ13に、この垂直軸風力発電装置を設置したビルの照明器具等を接続して置いた場合は、その必要とする電力がインバータ13を介して該照明器具等に供給され、その残余の電力が該バッテリ12に充電されることとなる。風力が弱まって発電機1の出力がそれらの必要とする電力に満たなくなると、バッテリ12からも補充する電力が併せてインバータ13側に供給されることとなる。
The AC power obtained by the
他方、昼間は、太陽光の強さにより変動するが、前記太陽電池パネル5による発電が補助的に行われ、その出力が、前記発電機4の出力と共に、インバータ13を介して照明器具等に供給され、或いはその余剰分がバッテリ12に充電されることとなる。
On the other hand, during the daytime, it fluctuates depending on the intensity of sunlight, but power generation by the
また雨天時などに前記上方の整流板2上に降った雨水は、前記間隔保持材9、9…の内のパイプ材で構成したそれを通じて流下し、更にホース部材10を介して図示しない排水設備まで流下案内されることとなり、整流板2上への滞留を回避することができる。
In addition, rain water that falls on the
この実施例2の垂直軸風力発電装置は、図4に示すように、実施例1のそれにアシスト装置(補助回転駆動手段)16を付設したものである。これを付設するために前記垂直軸風車1の回転軸6を長尺なものに延長して構成し、その下端を最下部に配置した発電機4に結合した点、ハウジング15をアシスト装置16の筒状温室17に代えた点、及び上記アシスト装置16を付設した点の三点以外は実施例1と全く同様である。従って以下に異なる構成部分についてのみ説明する。
As shown in FIG. 4, the vertical axis wind power generator of the second embodiment has an assist device (auxiliary rotation driving means) 16 attached to the first embodiment. In order to add this, the
前記アシスト装置16は、図4に示すように、最下部に位置する発電機4の周囲から前記下方の整流板3の直下まで立ち上げた筒状温室17と、前記し、かつ図4に示すように、最下部の発電機4まで垂下延長してある回転軸6の途中に結合した補助風車18とで基本的に構成したものである。
As shown in FIG. 4, the
前記筒状温室17は透明プラスチックで構成した有底円筒状の部材であり、図4に示すように、その最下部には四方に開いた空気の導入口17a、17a…を開口し、かつ最上部には四方に開いた空気の吐出口17b、17b…を開口したものである。これは実施例1のハウジング15をも兼ねる構成要素である。
The
また前記補助風車18は、図4に示すように、前記回転軸6の中間付近に取り付けたプロペラ型の風車であり、下方から上方に移動する空気によって、前記垂直軸風車1と同方向に回転するように構成されているものである。この補助風車18はプラスチック素材により軽量に構成されており、取付手段(回転伝達部)19を介して該回転軸6に結合されている。なお該回転軸6は、前記のように、前記軸受8から垂下したそれを最下部まで延長し、最下部に配置することとした発電機4の入力軸にその下端を結合したものである。
Further, as shown in FIG. 4, the
前記間隔保持材9、9…の内、パイプ材で構成したそれの下端に接続したホース部材10は、前記筒状温室17の外面に沿って垂下させ、最下部直上から側方に引き出し、図示しない排水設備まで流下案内させるようにした。
The
この実施例2では、このように構成した垂直軸風力発電装置を地上から立ち上げて使用することとした。 In Example 2, the vertical axis wind power generator configured as described above was started up from the ground and used.
従ってこの実施例2の垂直軸発電装置によれば、実施例1のそれと全く同様に作用し同様の効果を得ることができると共に、更に前記アシスト装置16による回転力のアシストを受け、特に天気の良い日には、風力が弱まった場合にも回転を継続することが可能となる利点が得られる。 Therefore, according to the vertical axis power generator of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained and the same effect can be obtained. On good days, you get the advantage of being able to continue spinning even if the wind is weak.
天気の良い日には、太陽熱により、前記アシスト装置16の筒状温室17内の空気が暖められ上昇気流が発生することとなる。この上昇気流が前記補助風車18に衝突してこれに回転力を発生させ、この回転力を前記回転軸6に伝え、前記垂直軸風車1の回転をアシストする。上昇気流は、最下部の空気の導入口17aから引き続き空気が導入され、上昇した空気が最上部の空気の吐出口17b、17b…から排出されることにより、継続し得ることとなる。このようなアシスト装置16による回転アシストは、天気の良い日には継続して行われ、風力の変動により、一時的又は比較的長い間、無風又は無風に近い状態になっても、そのアシストにより、少なくとも回転を継続させることが可能になる。
When the weather is good, the air in the
この実施例3垂直軸風力発電装置は、図5及び図6に示すように、五基の垂直軸風車1、1…と、その上下面に近接して位置する上下の整流板22、23と、該上下の整流板22、23の外縁部から延長した導風板22a、23aと、前記垂直軸風車1、1…の出力軸の回転力で回転駆動される同数の発電機4、4…とを基本的構成要素として構成したものであり、これに、付属要素である、上方の整流板22の上部に配した太陽電池パネル5を付設したものである。
As shown in FIGS. 5 and 6, the vertical axis wind power generator of Example 3 includes five vertical
従ってこの実施例3は、実施例1と比べて垂直軸風車1の数が五基と増加していること、及びこれに起因して整流板22、23のサイズが、実施例1のそれに比べて大きくなり、その平面形状が変わったこと、発電機4の数が増加したことなどが異なるのみで、その動作は同一である。従って以下には異なる部分を中心に説明する。
Therefore, in the third embodiment, the number of the vertical
前記垂直軸風車1は、その数を除いて実施例1のそれと全く同様であり、ダリウス形風車を採用した。五基の垂直軸風車1、1…は、図5及び図6に示すように、平面から見て、中心に一基を配し、その両側に二基ずつを配したものであり、各々はその出力軸である回転軸6が、上方の整流板22に固設された軸受7及び下方整流板23に固設された軸受8で回転自在に支承されることによって上下の整流板22、23の間に回転自在に配されている。
The vertical
前記各回転軸6は、図5に示すように、下方の整流板23の下方に垂下され、その下端はハウジング25の底部に配した前記各発電機4の入力軸に結合している。
As shown in FIG. 5, the
前記上下の整流板22、23は、図6に示すように、長方形の四隅を丸めた板状に構成したものであり、その縦横の寸法は、五基の垂直軸風車1、1…を、前記のように、その間に配した状態で、外縁側に余裕を持ったものとする。これらの上下の整流板22、23の間隔は、その間に配した垂直軸風車1、1…の高さをわずかに越える程度に設定する。この間隔は、図5及び図6に示すように、各々隅部及び各長辺の中間に配した計六本の間隔保持材9、9…で保持するようにする。これらの間隔保持材9、9…は上下の整流板22、23の間に導入される風に対する抵抗にならないようにできるだけ細い棒状の部材で構成する。それらの内の相互に対角線位置にある隅部の二本の間隔保持材9、9は、後述する排水管を兼ねたパイプ材で構成してある。
As shown in FIG. 6, the upper and
該整流板22、23の周縁(外縁)には、図5及び図6に示すように、四辺形帯枠状の導風板22a、23aが接続してある。上方の整流板22の導風板22aは、図5に示すように、そのいずれの部位でも外周に向かって斜め上向きに延長した構成であり、前記整流板22と該導風板22aとからなる全体の形状は皿状となっている。下方の整流板23の導風板23aは、図5に示すように、その外周に向かって斜め下向きに延長した構成であり、該整流板23と該導風板23aとからなる全体の形状は下向きの皿状となっている。上方の整流板22と導風板22aとによる構成と下方の整流板23と導風板23aとによる構成とは相互に上下対称な形状及び位置の関係となっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, air
上方の整流板22上は、雨天時にはその上面上に雨水が溜まることになる。この雨水は、前記のように、上下の整流板22、23を前記所定の間隔に保持するための間隔保持材9、9…の内の一本をパイプ材で構成し、図6に示すように、その上端を上方の整流板22の上面側に開口させ、下端を下方の整流板23の下まで貫通させ、かつ図5に示すように、その下端にホース部材10を接続して、流れ落ちる雨水を所定の排水設備まで流下案内させるように構成したものである。
On the
前記五基の発電機4、4…は、前記整流板23及び導風板23a以上の各構成要素を支持するハウジング25の底部に各々上方の垂直軸風車1、1…と対応させて配置し、前記のように、その各入力軸に前記各垂直軸風車1、1…の回転軸6を結合する。該発電機4、4…の出力は、図7に示すように、各々に接続した整流器11を介してバッテリ12に接続する。該発電機4、4…の交流出力を各整流器11、11…で整流してバッテリ12に充電する趣旨である。バッテリ12は、更に前記太陽電池パネル5とも接続しており、その太陽光発電出力をこれに充電する趣旨である。またバッテリ12はインバータ13とも接続してあり、一般の交流機器にその蓄えた電力を交流に変換して供給できるようにしてある。
The five
前記ハウジング25は、有底角箱型の構成要素であり、前記のように、その底部に発電機4、4…を配置する外、その内部で該発電機4、4…の周囲には、前記バッテリ12等の電源回路要素を収納してあるものである。
The
前記太陽電池パネル5は、図5及び図6に示すように、前記上方の整流板22の上面上に固設してあるものである。排水管を兼ねた一本の間隔保持材9、9の上部の開口部を塞がないように、その位置を避けて配すべきことは云うまでもない。この太陽電池パネル5は、前記し、かつ図7に示すように、前記整流器11、11…の出力と並列にバッテリ12に接続し、両者が相補的に作用するようにする。
なお図7中、14は、逆流防止用のダイオードである。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
In FIG. 7,
この実施例3では、このように構成した垂直軸風力発電装置を陸屋根に構成されているビルの屋上に設置し、発生電力をビル内の店舗の照明器具、冷蔵・冷凍庫及び空調装置用に使用するものとした。 In this Example 3, the vertical axis wind power generator configured as described above is installed on the roof of a building configured on a flat roof, and the generated power is used for lighting fixtures, refrigerators / freezers, and air conditioners in stores in the building. To do.
従ってこの実施例3の垂直軸風力発電装置によれば、この周辺で吹く風を上下の導風板22a、23aにより整流板22、23の間に導き、その間の5基の垂直軸風車1、1…の回転翼に衝突させることにより、これらを回転させ、効率的に風のエネルギーを取り出して対応する各発電機4、4…を回転駆動し、電力を発生させることとなるものである。
Therefore, according to the vertical axis wind power generator of the third embodiment, the wind blown around this area is guided between the rectifying
前記整流板22、23のサイズが大きく、かつ平面形状が実施例1のそれとは異なるが、その間で導入された風の整流作用が行われること、その周囲の導風板22a、23aで広い範囲の風が、その外縁間より間隔の狭い整流板22、23間に導かれることにより増速作用が行われるのは実施例1と同様である。また強弱及び方向のしばしば変動する風であっても、問題なく対応可能な点も実施例1のそれと同様である。従ってこれらの整流され増速された風により、整流板22、23間に配された垂直軸風車1、1…が効率的に回転駆動されることになる。
Although the size of the rectifying
五基の垂直軸風車1、1…は、その整流板22、23の間に於ける配置と、風向きのと関係で、全てが同一条件とはならないので、各々の風の受け方は異なることとなる。通常、概ね風の方角側に位置する垂直軸風車1が強く風を受け、反対側に位置するそれが弱く受けることになる。全体としては、風を無駄にせず、効率的に回転力に変換し、その回転力を各々発電機4、4…に伝えて良好な発電を行うことができることとなる。
The five vertical
該発電機4、4…で得られた交流電力は各々整流器11、11…で整流されてバッテリ12に充電される。前記太陽電池パネル5の出力もバッテリ12に充電される。或いは、前記インバータ13を介して交流電力に再変換されて、前記ビル内の照明器具や空調装置等の電源として用いられる。要するに、過剰発電分がバッテリ12に充電されることになる。風力の減少等により、発電能力が低下すると、不足分がバッテリ12から供給されるようになる。実施例1で説明した通りである。
The AC power obtained by the
また雨天時などに前記上方の整流板22上に降った雨水は、実施例1で説明したように、前記間隔保持材9、9…の内のパイプ材で構成したそれを通じて流下し、更にホース部材10を介して図示しない排水設備まで流下案内されることとなり、整流板22上への滞留が回避される。
Further, as described in the first embodiment, the rainwater that has fallen on the
1 垂直軸風車
2、3、22、23 整流板
2a、3a、22a、23a 導風板
4 発電機
5 太陽電池パネル
6 回転軸
7、8 軸受
9 間隔保持材
10 ホース部材
11 整流器
12 バッテリ
13 インバータ
14 ダイオード
15、25 ハウジング
16 アシスト装置(補助回転駆動手段)
17 筒状温室
17a 空気の導入口
17b 空気の吐出口
18 補助風車
19 取付手段(回転伝達部)
DESCRIPTION OF
17
Claims (6)
該垂直軸風車の上下面に近接して位置し、相互に平行で、その各外縁部が該垂直軸風車の投影部より外方に位置する上下の整流板と、
該上下の整流板の外縁部に各々両者の間の間隔が外方に向かって拡開するようにその一方又は双方を傾斜させて配した導風板と、
前記垂直軸風車の出力軸の回転力で回転駆動される発電機と、
で構成した垂直軸風力発電装置。 One or more vertical axis wind turbines located in the middle;
Upper and lower rectifying plates that are located close to the upper and lower surfaces of the vertical axis wind turbine, are parallel to each other, and their outer edge portions are located outward from the projection portion of the vertical axis wind turbine;
A baffle plate disposed on one or both of the upper and lower rectifying plates so that one or both of them are inclined so that an interval between the two expands outwardly;
A generator that is rotationally driven by the rotational force of the output shaft of the vertical axis wind turbine;
A vertical axis wind power generator composed of
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003388159A JP2005147054A (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Vertical shaft windmill power generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003388159A JP2005147054A (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Vertical shaft windmill power generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005147054A true JP2005147054A (en) | 2005-06-09 |
Family
ID=34695317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003388159A Pending JP2005147054A (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Vertical shaft windmill power generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005147054A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009117893A1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Shen Weiqing | A three-dimensional wind-light congregating power generating system with spherical joints |
JP2019517641A (en) * | 2016-06-02 | 2019-06-24 | イビス パワー ホールディング ビー.ヴイ.Ibis Power Holding B.V. | Electric power system for converting wind energy into electric energy and building having the system |
JP2021534722A (en) * | 2018-08-17 | 2021-12-09 | グプタ,ヴィヴェック | Solar energy collector with tree structure |
JP7065245B1 (en) | 2021-11-19 | 2022-05-11 | 渋谷 進 | Wind / solar power generation equipment |
-
2003
- 2003-11-18 JP JP2003388159A patent/JP2005147054A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009117893A1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Shen Weiqing | A three-dimensional wind-light congregating power generating system with spherical joints |
JP2019517641A (en) * | 2016-06-02 | 2019-06-24 | イビス パワー ホールディング ビー.ヴイ.Ibis Power Holding B.V. | Electric power system for converting wind energy into electric energy and building having the system |
JP7208134B2 (en) | 2016-06-02 | 2023-01-18 | イビス パワー ホールディング ビー.ヴイ. | A power system that converts wind energy into electrical energy and a building with such a system |
JP2021534722A (en) * | 2018-08-17 | 2021-12-09 | グプタ,ヴィヴェック | Solar energy collector with tree structure |
JP7065245B1 (en) | 2021-11-19 | 2022-05-11 | 渋谷 進 | Wind / solar power generation equipment |
JP2023075783A (en) * | 2021-11-19 | 2023-05-31 | 渋谷 進 | Wind/solar power generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4365929A (en) | Vertical wind turbine power generating tower | |
US7008171B1 (en) | Modified Savonius rotor | |
US7315093B2 (en) | Wind turbine system for buildings | |
AU749851B2 (en) | Wind turbine | |
JP5827006B2 (en) | Combined power generation system combining solar power and wind power | |
EP2609325B1 (en) | Vertical axis turbine | |
US8288884B1 (en) | Wind turbine with integrated solar panels | |
EP2108818A2 (en) | Wind turbine structure having a plurality of propellor-type rotors | |
KR101060156B1 (en) | Roof Hybrid Power Generation System | |
EP2128439A1 (en) | An intelligent decentralized electrical power generation system | |
KR101636199B1 (en) | Compound Generator Using Solar and Wind | |
AU2013201207B2 (en) | Downwind rotor type wind power generation device | |
KR20120051893A (en) | Power generator of hybrid type | |
US10495063B2 (en) | Wind turbine | |
KR101849052B1 (en) | Ventilator using wind power induced by direction key and non-powered fan driving system | |
US20130170949A1 (en) | Wind turbines and methods for capturing wind energy | |
JP2007303459A (en) | Generating set for consumer | |
WO2006022590A1 (en) | Multiple energy harvester to power standalone electrical appliances | |
US6960062B2 (en) | Frost-resistant windmill for use in urban environment | |
US20110187114A1 (en) | Wind driven turbine | |
CN101749179B (en) | Rectification speed increasing tower used for vertical axis wind turbine | |
EP3597900A1 (en) | Wind turbine | |
KR20120109889A (en) | Building photovoltaics and wind turbine system | |
JP2005147054A (en) | Vertical shaft windmill power generating device | |
US8115332B2 (en) | Solar-initiated wind power generation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080318 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090209 |