JP2020016168A - Magnus type thrust generation device, wind power rotation device, water power rotation device and tidal power rotation device using magnus type thrust generation device, and wind power generator, water power generator and tidal power generator using magnus type thrust power generation device - Google Patents
Magnus type thrust generation device, wind power rotation device, water power rotation device and tidal power rotation device using magnus type thrust generation device, and wind power generator, water power generator and tidal power generator using magnus type thrust power generation device Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、流体中で回転する略円筒形状の円筒翼が発生するマグナス力を用いたマグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機などの流体機械に関する。 The present invention relates to a Magnus-type thrust generator using a Magnus force generated by a substantially cylindrical cylindrical wing rotating in a fluid, a wind rotating device, a hydraulic rotating device, and a tidal rotating device using the Magnus-type thrust generating device. And a fluid machine such as a wind power generator, a hydraulic power generator, and a tidal power generator using the Magnus-type thrust generator.
従来から、流体中で回転する円筒翼が発生するマグナス力を利用する装置が存在する(特許文献1)。特許文献1に示した推力発生装置は、円筒翼に発生するマグナス力によって効率的に回転力を得るための部材を円筒翼の進行方向の背面側に設けたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus that utilizes Magnus force generated by a cylindrical blade rotating in a fluid (Patent Document 1). In the thrust generating device disclosed in
本発明は、整流板を用いた円筒翼に発生するマグナス力によって効率的に回転力を得ることが可能なマグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機を提供することを目的とする。 The present invention relates to a Magnus-type thrust generator capable of efficiently obtaining a rotational force by a Magnus force generated in a cylindrical wing using a current plate, a wind rotating device using the Magnus-type thrust generating device, and a hydraulic rotating device. , A tidal rotating device, and a wind power generator, a hydroelectric generator, and a tidal power generator using the Magnus-type thrust generator.
本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
支持筺体と、
前記支持筺体に対して第1の回転軸を中心として回転可能な支持部と、
前記支持部に対して前記第1の回転軸を中心とする円周上の第2の回転軸を中心として各々を軸支され、前記第1の回転軸を中心として公転可能であって、前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記円筒翼から最も離れた後端縁、前記円筒翼の公転軌跡の外端円側の第1縁、前記第1の回転軸に最も近い第2縁、記第1縁と前記後端縁を結ぶ第1表面及び前記第2縁と前記後端縁を結ぶ第2表面を有し、前記支持部に支持され、前記円筒翼に対して進行方向とは反対側に配置される整流板と、
を備え、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記第1縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第1平面は、前記後端縁を通る前記円筒翼の公転軌跡の外端円の接線に対して、前記後端縁を中心として前記円筒翼の内側方向への第1傾斜角度αが以下の式(1)を満足するように形成され、
前記第2縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第2面は、前記第2の回転軸と前記後端縁とを通る線に対して、いずれか一方側への第2傾斜角度βが以下の式(2)を満足するように形成される
ことを特徴とする。
0°≦ α ≦ 15° (1)
0°≦ β ≦ 15° (2)
Magnus-type thrust generator according to an embodiment of the present invention,
A support housing;
A support portion rotatable about a first rotation axis with respect to the support housing;
Each of the support portions is pivotally supported around a second rotation axis on a circumference around the first rotation axis, and is capable of revolving around the first rotation axis. A plurality of cylindrical blades that can rotate about a second rotation axis parallel to the first rotation axis;
The rear edge farthest from the cylindrical blade, the first edge on the outer end circle side of the orbit of the cylindrical blade, the second edge closest to the first rotation axis, the first edge and the rear edge A rectifying plate having a first surface to be tied and a second surface to tie the second edge to the rear edge, supported by the support portion, and arranged on the side opposite to the traveling direction with respect to the cylindrical wing;
With
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A first plane including at least a part of the first edge and at least a part of the trailing edge is defined by the trailing edge with respect to a tangent to an outer end circle of the orbit of the cylindrical blade passing through the trailing edge. Is formed so that a first inclination angle α toward the inside of the cylindrical wing satisfies the following expression (1),
A second surface including at least a part of the second edge and at least a part of the trailing edge is a second surface extending to any one side with respect to a line passing through the second rotation axis and the trailing edge. The second inclination angle β is formed so as to satisfy the following expression (2).
0 ° ≦ α ≦ 15 ° (1)
0 ° ≦ β ≦ 15 ° (2)
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第1縁は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円上に位置し、
前記第1平面は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の前記第1縁での接線に含まれる。
Further, the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A first edge of the rectifying plate is located on an outer end circle of a revolution trajectory of the cylindrical wing;
The first plane is included in a tangent at the first edge of an outer end circle of the revolution trajectory of the cylindrical blade.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置では、
前記第1表面は、前記第1平面に含まれる。
In the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
The first surface is included in the first plane.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第2縁は、前記第2の回転軸と前記後端縁を結ぶ線上に位置し、
前記第2平面は、前記第2の回転軸と前記後端縁を結ぶ線に含まれる。
Further, the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A second edge of the current plate is located on a line connecting the second rotation axis and the rear edge,
The second plane is included in a line connecting the second rotation axis and the rear edge.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置では、
前記第2表面は、前記第2平面に含まれる。
In the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
The second surface is included in the second plane.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第3面は、前記円筒翼の外周面に沿って形成される。
Further, the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
The third surface of the current plate is formed along the outer peripheral surface of the cylindrical blade.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第3面は、前記円筒翼の外周面に沿った形状よりも凹状に形成される。
Further, the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
The third surface of the current plate is formed to be more concave than the shape along the outer peripheral surface of the cylindrical blade.
また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
上方から見て前記円筒翼及び前記整流板を覆うように設置される翼端板をさらに備える。
Further, the Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention,
The air conditioner further includes a blade end plate installed so as to cover the cylindrical blade and the current plate when viewed from above.
また、本発明の一実施形態に係る風力回転装置、水力回転装置または潮力回転装置は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。 Further, a wind rotating device, a hydraulic rotating device or a tidal rotating device according to an embodiment of the present invention uses the Magnus thrust generator.
また、本発明の一実施形態に係る風力発電機、水力発電機または潮力発電機は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。 Further, a wind power generator, a hydraulic power generator or a tidal power generator according to an embodiment of the present invention uses the Magnus-type thrust generator.
本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、回転時の空気抵抗を減少させ回転部をより円滑に回転させることができ、且つ、整流板の剛性を保持しつつ軽量化することができる。すなわち、円筒翼に発生するマグナス力による回転力によって回転部を効率的に回転させることができる。 The Magnus-type thrust generator according to one embodiment of the present invention can reduce the air resistance during rotation, rotate the rotating portion more smoothly, and reduce the weight while maintaining the rigidity of the current plate. it can. That is, the rotating portion can be efficiently rotated by the rotating force due to the Magnus force generated in the cylindrical blade.
以下に本発明の具体的な実施の形態を示す。実施の形態はあくまで一例であり、この例に限定されるものではない。なお、以下の実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の1つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機1について説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. The embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this example. In the following embodiment, a vertical-axis Magnus-type
図1は、本発明の第1の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の概略構成を示す概略正面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の概略構成を示す概略平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a vertical-axis-type Magnus-type
垂直軸型マグナス式風力発電機1は、設置面Sに対して設置される支持筐体10と、支持筐体10の内部に配置される発電機11及び増速機12と、増速機12を介して発電機11に連結されるとともに、設置面Sに対して垂直な第1の回転軸O1を有する回転部13と、第1の回転軸O1に対して平行な第2の回転軸O2を中心として自転可能な3つの円筒翼2と、回転部13に固定されることで第1の回転軸O1を中心として回転可能であって、第1の回転軸O1を中心とする円周C上に3つの円筒翼2の各々を軸支する支持部3と、を備える。
The vertical axis type Magnus-type
支持筐体10は、第1の回転軸O1と同軸状に配置される円筒状の筐体である。支持筐体10は、支持筐体10の上面100から回転部13の上端部130を突出させるとともに、第1の回転軸O1が設置面Sに対して垂直となるように、回転部13を軸支する。
The
発電機11は、増速機12を介して回転部13に連結されており、回転部13が回転する際の回転エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電するように構成されている。
The
3つの円筒翼2は、図3に示すように、垂直軸型マグナス式風力発電機1を上方から見たときに、第1の回転軸O1を中心した円周C上で等間隔となるように、すなわち、正三角形の各頂点に配置される。
As shown in FIG. 3, the three
また、3つの円筒翼2の各々は、第2の回転軸O2を中心として円筒翼2を時計回りに回転(自転)させる円筒翼モーター20と、円筒翼2から所定の距離だけ離間した位置に、第2の回転軸O2に対して平行となるように配置される整流板5と、を備える。
Further, each of the three
垂直軸型マグナス式風力発電機1は、円筒翼モーター20により第2の回転軸O2を中心として円筒翼2を時計回りに回転(自転)させた状態において、所定の方向から風(空気流)を受けると、円筒翼2にマグナス力が発生する。そして、円筒翼2に発生したマグナス力が、円筒翼2を円周Cに沿って時計回りに移動させる方向に作用する。それにより、回転部13が時計回りに回転することで、回転部13に連結された発電機11で発電する。
The vertical axis type Magnus type
図4は、本発明の第1の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の断面の一部を示す。
FIG. 4 shows a part of a cross section of the vertical axis Magnus-type
垂直軸型マグナス式風力発電機1の円筒翼2は、回転部13の第1の回転軸O1を中心として等距離及び等角度に配置される。本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1は、3つの円筒翼2を設けるので、120°離間して配置される。
The
図4に示す垂直軸型マグナス式風力発電機1の円筒翼2は、それぞれの第2の回転軸O2を中心として矢印Aのように時計方向に回転可能である。気流中で各円筒翼2を回転させることで、各円筒翼2にマグナス力が発生し、図3に示した支持部3及び回転部13が第1の回転軸O1を中心として矢印Bのように時計方向に回転する。すなわち、円筒翼2は、第2の回転軸O2を中心として自転し、第1の回転軸O1を中心として公転する。
The
図5は、本発明の第1の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5の形状を示す。
FIG. 5 shows the shape of the
本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5は、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、円筒翼2から最も離れた後端縁5a、円筒翼2の公転軌跡の外端円21側の第1縁51a、第1の回転軸O1に最も近い第2縁52a、第1縁51aと後端縁5aを結ぶ第1表面51及び第2縁52aと後端縁5aを結ぶ第2表面52を有し、支持部3に支持され、円筒翼2に対して進行方向とは反対側に配置される。
The
なお、後端縁5a、第1縁51a及び第2縁52aは、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、1点である必要は無く、所定の範囲の領域でもよい。例えば、各縁を面取りして形成した場合、面取りした領域又は面取り後の表面部分を縁としてもよい。この場合、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、第1平面51’は後端縁5aの少なくとも一部及び第1縁51aの少なくとも一部を含めばよい。また、第2平面52’は後端縁5aの少なくとも一部及び第2縁52aの少なくとも一部を含めばよい。
Note that the
第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第1縁51aは、円筒翼2の公転軌跡の外端円21の近傍に位置すると好ましい。すなわち、第1縁51aと後端縁5aを含む第1平面51’は、円筒翼2の公転軌跡の外端円21の第1縁51aでの接線に含まれると好ましい。また、第1縁51aと後端縁5aを結ぶ整流板5の第1表面51は、第1平面51’に含まれるとより好ましい。
On a plane perpendicular to the first rotation axis O1 and the second rotation axis O2, the
また、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第2縁52aは、第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線の近傍に位置すると好ましい。すなわち、第2縁52aと後端縁5aを含む第2平面52’は、第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線に含まれると好ましい。また、第2縁52aと後端縁5aを結ぶ整流板5の第2表面52は、第2平面52’に含まれるとより好ましい。
Further, on a plane perpendicular to the first rotation axis O1 and the second rotation axis O2, the
本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、第1平面51’は、後端縁5aを通る円筒翼2の公転軌跡の外端円21の接線に対して、後端縁5aを中心として円筒翼2の内側方向への第1傾斜角度αが以下の式(1)を満足するように形成される。
0°≦ α ≦ 15° (1)
In the
0 ° ≦ α ≦ 15 ° (1)
したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部13をより円滑に回転させることができ、円筒翼2に発生するマグナス力による回転力によって回転部13をより効率的に回転させることができる。
Therefore, the
また、本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、第2平面52’は、第2の回転軸O2と後端縁5aとを通る線に対して、いずれか一方側への第2傾斜角度βが以下の式(2)を満足するように形成される。
0°≦ β ≦ 15° (2)
Further, in the
0 ° ≦ β ≦ 15 ° (2)
したがって、整流板5の剛性を保持しつつ軽量化することができ、円筒翼2に発生するマグナス力による回転力によって回転部13をより効率的に回転させることができる。
Therefore, the weight can be reduced while maintaining the rigidity of the
第1実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第1縁51aは、円筒翼2の公転軌跡の外端円21上に位置し、第1縁51aと後端縁5aを含む第1平面51’は、円筒翼2の公転軌跡の外端円21の第1縁51aでの接線に含まれる。すなわち、α=0°を満足する。
In the
したがって、回転時の空気抵抗をより減少させ回転部13をより円滑に回転させることができる。
Therefore, the air resistance at the time of rotation can be further reduced, and the rotating
また、第1実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第2縁52aは、第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線上に位置し、第2縁52aと後端縁5aを結ぶ第2平面52’は、第2の回転軸O2と後端縁5aを含む線に含まれる。すなわち、β=0°を満足する。
Moreover, in the
したがって、円筒翼2と整流板5の断面積と重量をバランス良く設置することができ、垂直軸型マグナス式風力発電機1を円滑に回転させることができる。
Therefore, the cross-sectional area and the weight of the
第1実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、第1縁51aと第2縁52aを結ぶ第3表面53は、円筒翼20の周面に沿った形状に形成される。すなわち、第3表面53は、円筒翼20より少し大きい径の円周の一部に形成される。
In the
したがって、円筒翼2と整流板5の断面積と重量をバランス良く設置することができ、垂直軸型マグナス式風力発電機1を円滑に回転させることができる。
Therefore, the cross-sectional area and the weight of the
図6は、本発明の第1の実施形態に係るマグナス式推力発生装置の翼端板6を示す。 FIG. 6 shows the wing end plate 6 of the Magnus-type thrust generator according to the first embodiment of the present invention.
翼端板6は、上方から見て整流板5の第1表面51及び第2表面52から水平方向に突出するように設置される。なお、第1表面51は第1縁51aと後端縁5aを結ぶ整流板5の表面であり、第2表面52は第2縁52aと後端縁5aを結ぶ整流板5の表面である。
The wing end plate 6 is installed so as to project horizontally from the
このように、翼端板6を設けることによって、円筒翼2の表面を流れる空気の流れと円筒翼2の周辺を流れる空気の流れを仕切り、気流の乱れを抑制することによって、効率を向上させることができる。
Thus, by providing the blade end plate 6, the flow of the air flowing on the surface of the
図7は、本発明の第2の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5の形状を示す。
FIG. 7 shows the shape of the
第2実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5は、第1縁51aを円筒翼2の公転軌跡の外端円21の接線上に配置し、第2縁52aを第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線上に配置する。第1縁51aと第2縁52aを結ぶ第3表面53は大きく凹状に形成される。このように形成されることによって、整流板5を軽量に形成することができる。
The
図8は、本発明の第3の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5の形状を示す。
FIG. 8 shows the shape of the
第3実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機1の整流板5では、第1表面51が後端縁5aと第1縁51aを結ぶ第1平面51’と重ならず、第2表面52が後端縁5aと第2縁52aを結ぶ第2平面52’と重ならない。図8に示す例では、第1表面51は第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の内側の曲面から形成され、第2表面52は第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の外側の曲面から形成されている。
In the
しかしながら、これに限らず、第1表面51は第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の外側の曲面から形成され、第2表面52は第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の内側の曲面から形成されてもよい。また、第1表面51と第2表面52は両面とも第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の内側の曲面から形成されてもよいし、両面とも第1平面51’及び第2平面52’の間の領域の外側の曲面から形成されてもよい。
However, the present invention is not limited thereto, and the
上記のように、本発明の一実施形態として、第1乃至第3の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As described above, the first to third embodiments have been described as one embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and does not depart from the technical idea of the present invention. Can be changed as appropriate.
例えば、上記各実施形態では、回転部13は時計回りに回転するものとして説明したが、半時計回りに回転するようにしてもよい。その場合には、円筒翼2の回転方向を反時計回りとするとともに、円筒翼2の進行方向とは反対側に整流板21を設ければよい。
For example, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、3つの円筒翼2を円周C上に配置するものとして説明したが、円筒翼2の数は適宜変更してもよく、2つ、又は、4つ以上の円筒翼2を円周C上に配置するようにしてもよい。また、上記各実施形態では、支持筺体10は円筒状の筺体として説明したが、トラス状の筺体としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the three
また、上記各実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の1つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機1について説明したが、回転部13を発電機11に連結することに代えて、回転部13をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the vertical axis type Magnus type
また、上記各実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の1つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機1について説明したが、エネルギー源として、風(空気流)を用いることに代えて、水流、波、潮流等を用いることにより、マグナス式推力発生装置を用いた水力発電機又は潮力発電機としてもよいし、さらに回転部13を発電機11に連結することに代えて、回転部13をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を用いた水力回転装置又は潮力回転装置としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the vertical axis type Magnus type
また、上記各実施形態では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2を、設置面Sに対して垂直に配置した、すなわち、鉛直方向に対して平行に配置したものとして説明したが、鉛直方向に対して斜めに配置してもよいし、鉛直方向に対して直角に、すなわち、水平方向に配置してもよい。 In the above embodiments, the first rotation axis O1 and the second rotation axis O2 are described as being arranged perpendicular to the installation surface S, that is, arranged in parallel to the vertical direction. May be arranged obliquely with respect to the vertical direction, or may be arranged at right angles to the vertical direction, that is, in the horizontal direction.
以上、本実施形態のマグナス式推力発生装置1は、支持筺体10と、支持筺体10に対して第1の回転軸O1を中心として回転可能な支持部3と、支持部3に対して第1の回転軸O1を中心とする円周上の第2の回転軸O2を中心として各々を軸支され、第1の回転軸O1を中心として公転可能であって、第1の回転軸O1に対して平行な第2の回転軸O2を中心として自転可能な複数の円筒翼2と、円筒翼2から最も離れた後端縁5a、円筒翼2の公転軌跡の外端円21側の第1縁51a、第1の回転軸O1に最も近い第2縁52a、第1縁51aと後端縁5aを結ぶ第1表面51及び第2縁52aと後端縁5aを結ぶ第2表面52を有し、支持部3に支持され、円筒翼2に対して進行方向とは反対側に配置される整流板5と、を備え、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、第1縁51aの少なくとも一部と後端縁5aの少なくとも一部を含む第1平面51’は、後端縁5aを通る円筒翼2の公転軌跡の外端円21の接線に対して、後端縁5aを中心として円筒翼2の内側方向への第1傾斜角度αが以下の式(1)を満足するように形成され、第2縁52aの少なくとも一部と後端縁5aの少なくとも一部を含む第2平面52’は、第2の回転軸O2と後端縁5aとを通る線に対して、いずれか一方側への第2傾斜角度βが以下の式(2)を満足するように形成される。
0°≦ α ≦ 15° (1)
0°≦ β ≦ 15° (2)
したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部13をより円滑に回転させることができ、且つ、整流板5の剛性を保持しつつ軽量化することができる。すなわち、円筒翼2に発生するマグナス力による回転力によって回転部13を効率的に回転させることができる。
As described above, the Magnus-type
0 ° ≦ α ≦ 15 ° (1)
0 ° ≦ β ≦ 15 ° (2)
Therefore, the air resistance at the time of rotation can be reduced, and the
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第1縁51aは、円筒翼2の公転軌跡の外端円21上に位置し、第1平面51’は、円筒翼2の公転軌跡の外端円21の第1縁51aでの接線に含まれる。したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部13をより円滑に回転させることができ、円筒翼2に発生するマグナス力による回転力によって回転部13をより効率的に回転させることができる。
Further, in the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1は、第1縁51aと後端縁5aを結ぶ整流板5の第1表面51は、第1平面51’に含まれる。したがって、回転時の空気抵抗をより減少させ回転部13をより円滑に回転させることができる。
Further, in the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第2縁52aは、第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線上に位置し、第2平面52’は、第2の回転軸O2と後端縁5aを結ぶ線に含まれる。したがって、円筒翼2と整流板5をバランス良く設置することができる。
Further, in the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1は、第2縁52aと後端縁5aを結ぶ整流板5の第2表面52は、第2平面52’に含まれる。したがって、軽量且つ高剛性でより効率的に回転させる整流板5を形成することが可能となる。
Further, in the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第3表面53は、円筒翼2の外周面に沿って形成される。したがって、円筒翼2と整流板5をバランス良く設置することができる。
In the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1では、第1の回転軸O1及び第2の回転軸O2に垂直な平面上において、整流板5の第3表面53は、円筒翼2の外周面に沿った形状よりも凹状に形成される。したがって、整流板5を軽量に形成することができる。
In the Magnus-
また、本実施形態のマグナス式推力発生装置1は、上方から見て前記円筒翼及び前記整流板を覆うように設置される翼端板をさらに備える。したがって、円筒翼2の表面を流れる空気の流れと円筒翼2の周辺を流れる空気の流れを仕切り、気流の乱れを抑制することによって、効率を向上させることができる。
Further, the Magnus-
また、本実施形態の風力回転装置、水力回転装置または潮力回転装置は、マグナス式推力発生装置を用いる。したがって、より効率の良い回転装置を形成することが可能となる。 In addition, a Magnus-type thrust generator is used as the wind rotating device, the hydraulic rotating device, or the tidal rotating device of the present embodiment. Therefore, a more efficient rotating device can be formed.
また、本発明の一実施形態に係る風力発電機、水力発電機または潮力発電機は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。したがって、より効率の良い発電機を形成することが可能となる。 Further, a wind power generator, a hydraulic power generator or a tidal power generator according to an embodiment of the present invention uses the Magnus-type thrust generator. Therefore, a more efficient generator can be formed.
本発明のマグナス式推力発生装置は、整流板を用いた円筒翼に発生するマグナス力によって、効率的に回転力を得ることを可能とし、風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに風力発電機、水力発電機、潮力発電機としても利用できる。 The Magnus-type thrust generator of the present invention makes it possible to efficiently obtain a rotational force by a Magnus force generated in a cylindrical wing using a current plate, and a wind rotating device, a hydraulic rotating device, a tidal rotating device, and It can also be used as a wind power generator, a hydro power generator, and a tidal power generator.
1…垂直軸型マグナス式風力発電機(マグナス式推力発生装置)
2…円筒翼
3…支持部
10…支持筐体
11…発電機
12…増速機
13…回転部
20…円筒翼モーター
5…整流板
6…翼端板
1. Vertical axis type Magnus type wind power generator (magnus type thrust generator)
2 ...
Claims (10)
前記支持筺体に対して第1の回転軸を中心として回転可能な支持部と、
前記支持部に対して前記第1の回転軸を中心とする円周上の第2の回転軸を中心として各々を軸支され、前記第1の回転軸を中心として公転可能であって、前記第1の回転軸に対して平行な第2の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記円筒翼から最も離れた後端縁、前記円筒翼の公転軌跡の外端円側の第1縁、前記第1の回転軸に最も近い第2縁、記第1縁と前記後端縁を結ぶ第1表面及び前記第2縁と前記後端縁を結ぶ第2表面を有し、前記支持部に支持され、前記円筒翼に対して進行方向とは反対側に配置される整流板と、
を備え、
前記第1の回転軸及び前記第2の回転軸に垂直な平面上において、
前記第1縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第1平面は、前記後端縁を通る前記円筒翼の公転軌跡の外端円の接線に対して、前記後端縁を中心として前記円筒翼の内側方向への第1傾斜角度αが以下の式(1)を満足するように形成され、
前記第2縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第2平面は、前記第2の回転軸と前記後端縁とを通る線に対して、いずれか一方側への第2傾斜角度βが以下の式(2)を満足するように形成される
ことを特徴とするマグナス式推力発生装置。
0°≦ α ≦ 15° (1)
0°≦ β ≦ 15° (2) A support housing;
A support portion rotatable about a first rotation axis with respect to the support housing;
Each of the support portions is pivotally supported around a second rotation axis on a circumference around the first rotation axis, and is capable of revolving around the first rotation axis. A plurality of cylindrical blades that can rotate about a second rotation axis parallel to the first rotation axis;
The rear edge farthest from the cylindrical blade, the first edge on the outer end circle side of the orbit of the cylindrical blade, the second edge closest to the first rotation axis, the first edge and the rear edge A rectifying plate having a first surface to be tied and a second surface to tie the second edge to the rear edge, supported by the support portion, and arranged on the side opposite to the traveling direction with respect to the cylindrical wing;
With
On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A first plane including at least a part of the first edge and at least a part of the trailing edge is defined by the trailing edge with respect to a tangent to an outer end circle of the orbit of the cylindrical blade passing through the trailing edge. Is formed so that a first inclination angle α toward the inside of the cylindrical wing satisfies the following expression (1),
A second plane including at least a part of the second edge and at least a part of the trailing edge is a second plane extending to one side with respect to a line passing through the second rotation axis and the trailing edge. 2. A Magnus-type thrust generator, wherein the two inclination angles β are formed so as to satisfy the following expression (2).
0 ° ≦ α ≦ 15 ° (1)
0 ° ≦ β ≦ 15 ° (2)
前記整流板の第1縁は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円上に位置し、
前記第1平面は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の前記第1縁での接線に含まれる
請求項1に記載のことを特徴とするマグナス式推力発生装置。 On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A first edge of the rectifying plate is located on an outer end circle of a revolution trajectory of the cylindrical wing;
2. The Magnus-type thrust generator according to claim 1, wherein the first plane is included in a tangent at the first edge of an outer end circle of the revolution trajectory of the cylindrical blade. 3.
請求項2に記載のマグナス式推力発生装置。 The Magnus-type thrust generator according to claim 2, wherein the first surface is included in the first plane.
前記整流板の第2縁は、前記第2の回転軸と前記後端縁を結ぶ線上に位置し、
前記第2平面は、前記第2の回転軸と前記後端縁を結ぶ線に含まれる
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のマグナス式推力発生装置。 On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
A second edge of the current plate is located on a line connecting the second rotation axis and the rear edge,
4. The Magnus-type thrust generator according to claim 1, wherein the second plane is included in a line connecting the second rotation axis and the rear end edge. 5.
請求項4に記載のマグナス式推力発生装置。 The Magnus-type thrust generator according to claim 4, wherein the second surface is included in the second plane.
前記整流板の第3面は、前記円筒翼の外周面に沿って形成される
請求項1乃至5のいずれか1つに記載のマグナス式推力発生装置。 On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
The Magnus-type thrust generator according to any one of claims 1 to 5, wherein a third surface of the current plate is formed along an outer peripheral surface of the cylindrical blade.
前記整流板の第3面は、前記円筒翼の外周面に沿った形状よりも凹状に形成される
請求項1乃至5のいずれか1つに記載のマグナス式推力発生装置。 On a plane perpendicular to the first rotation axis and the second rotation axis,
The Magnus-type thrust generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the third surface of the current plate is formed to be more concave than a shape along the outer peripheral surface of the cylindrical blade.
請求項1乃至7のいずれか1つに記載のマグナス式推力発生装置。 The Magnus-type thrust generator according to any one of claims 1 to 7, further comprising a blade end plate provided so as to cover the cylindrical blade and the straightening plate when viewed from above.
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