JPH04179868A - Wind power and solar heat combined power generation method and device - Google Patents
Wind power and solar heat combined power generation method and deviceInfo
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Abstract
Description
本発明は風力・太陽熱複合動力発生方法および装置に係
り、特に風力と太陽熱の組合せを効果的に行って大きな
総合動力を得ることができ、発電設備等に適用すること
が可能な動力発生方法および装置に関する。The present invention relates to a wind/solar thermal combined power generation method and device, and in particular, a power generation method and device that can effectively combine wind and solar power to obtain a large total power, and that can be applied to power generation equipment, etc. Regarding equipment.
近年、石炭および石油系化石燃料の大量燃焼による炭酸
ガス等の発生による地球規模の環境破壊が問題となって
おり、その対策として省エネルギーの他に自然エネルギ
ー(太陽熱、風力、波力および海洋エネルギー等)の利
用拡大が考慮されている。特に、その中でも太陽熱エネ
ルギーと風力の併用発電の研究が有望視されている。
地球上の自然エネルギーは一般に広く分散化され、随所
で利用できる点が有利であるが、反面そのエネルギー密
度か小さく、かつ地域的偏在と時間的変動が大きいのが
欠点となっており、産業上の利用価値が小さいとされて
いる。その欠点を補うためには、
(1)複合方式による総合容量の拡大、(2)発生動力
の時間的変動を除くための蓄エネルギー等の制御方式
の二点に集約される。
本発明は主として(1)に関する動力発生方法および装
置に関するが、−船釣には地域的に太陽エネルギーと風
力とは相補関係にあり、発生動力の均一化を図るのに有
利である。
従来のこの種の設備として、ドイツ政府とスペインの電
力会社の共同による実験設備が知られている。これはソ
ーラ・風力バイブリッド型発電プラントとしての設備で
あり、ハウス栽培様のプラスチックシートで地上平面を
覆い、その上に煙突を立てた構造とされている。斯かる
設備では、シートの下部を太陽熱で最大20℃に高め、
加熱された空気を煙突の下部から上部に向って吹き上が
るように上昇気流を煙突内部に生成し、煙突内部に設け
たタービンを上昇気流によって回転させようとするもの
である(NIKKEI MECHAICAL 1983
.411)。In recent years, global environmental destruction due to the generation of carbon dioxide gas due to the large-scale combustion of coal and petroleum-based fossil fuels has become a problem.In addition to energy conservation, natural energy sources (solar heat, wind power, wave power, ocean energy, etc.) are being used as countermeasures. ) is being considered. In particular, research on combined power generation using solar thermal energy and wind power is seen as promising. Natural energy on the earth is generally widely distributed and has the advantage of being available everywhere, but on the other hand, its disadvantages are that its energy density is small, regionally unevenly distributed, and highly variable over time, making it difficult to use industrially. It is said that the utility value is small. To compensate for these shortcomings, there are two points: (1) expansion of the total capacity through a combined system, and (2) a control system for energy storage, etc. to eliminate temporal fluctuations in generated power. The present invention mainly relates to a power generation method and device related to (1). - For boat fishing, solar energy and wind power have a complementary relationship locally, which is advantageous for equalizing the generated power. As a conventional facility of this kind, an experimental facility jointly constructed by the German government and a Spanish electric power company is known. This facility is a hybrid solar/wind power generation plant, and has a structure in which the ground plane is covered with a plastic sheet similar to greenhouse cultivation, and a chimney is erected above it. In such equipment, the lower part of the sheet is heated to a maximum of 20 degrees Celsius by solar heat,
The idea is to generate an updraft inside the chimney so that the heated air blows up from the bottom of the chimney to the top, and to use the updraft to rotate a turbine installed inside the chimney (NIKKEI MECHAICAL 1983).
.. 411).
しかしながら、上記従来の方法では、空気加熱によって
発生する上昇気流の風力エネルギーで直接タービンを駆
動するため、充分な動力を吸収できす、エネルギーの回
収効率が極めて悪い欠点かある。また、強い上昇気流を
発生させるために加熱容量を大きくしなければならす、
広大な敷地面積か必要となって大きな設備的負担が強い
られてしまう問題がある。
本発明は、上記従来の問題点に着目し、より高いエネル
ギー回収を図ることができ、設備負担も極めて小さくす
ることかできる風力・太陽熱複合動力発生方法および装
置を提供することを目的とする。However, in the conventional method described above, since the turbine is directly driven by the wind energy of the updraft generated by air heating, sufficient power cannot be absorbed, and the energy recovery efficiency is extremely low. In addition, the heating capacity must be increased to generate strong updrafts.
There is a problem in that it requires a vast site area and imposes a large burden on equipment. The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a wind/solar thermal combined power generation method and device that can achieve higher energy recovery and extremely reduce the burden on equipment.
上記目的を達成するために、本発明に係る風力・太陽熱
複合動力発生方法は、風車の回転によって駆動される翼
車により風洞内に渦流として通風させつつ、前記風洞壁
を太陽加熱することにより前記渦流の循環を増大させ、
この循環渦の通風力を回転動力として取り出すように構
成したものである。
また、本発明に係る風力・太陽熱複合動力発生装置は、
風車に連結された回転翼車を風洞中に配置するとともに
、風洞壁を太陽熱吸収膜により形成し、前記風洞の出口
側には前記回転翼車により生成され太陽熱により渦循環
増大された渦流を受けて回転される出力用翼車を設置し
た構成としたものである。In order to achieve the above object, the wind/solar power combined power generation method according to the present invention includes solar heating of the wind tunnel wall while ventilation is generated in the wind tunnel as a vortex by a blade wheel driven by the rotation of the wind turbine. Increases vortex circulation,
The structure is such that the ventilation force of this circulating vortex is extracted as rotational power. Further, the wind/solar combined power generation device according to the present invention includes:
A rotary impeller connected to a wind turbine is arranged in a wind tunnel, and the wind tunnel wall is formed of a solar heat absorbing film, and the exit side of the wind tunnel receives a vortex flow generated by the rotary impeller and whose vortex circulation is increased by solar heat. The structure is equipped with an output impeller that is rotated by
上記構成によれば、風車が風を受けて回転することによ
り風洞内に設置した翼車が回転駆動され、風洞内には渦
巻き流が生成される。この渦巻き流は太陽熱を受けてい
る風洞壁からの加熱を受け、渦巻き流に熱が取込まれる
。風洞内の渦巻き流はその遠心力と吸熱によってコアが
膨張して渦循環が強化される。この強化された渦循環と
風洞の絞り効果によって風洞内の主流が加速され、送風
エネルギーが増大し、風洞出口側に設けた出力用翼車は
高いエネルギーで回転され、動力を得ることができるの
である。
次に本発明の詳細な説明する。
A、加熱による垂直渦巻き流のエネルギー増強の原理
垂直軸風車と組合せる垂直渦巻き流のエネルギー増強の
原理は次のようになる。
ます、エントロピーSの変化を伴う完全流体の渦巻き流
に対しては次式が成立する。
DI’ /Dt= f Tds −−・−(1)積分
は任意の閉曲線について行う。但し、F、垂直渦巻き流
の循環、t1時間、T;絶対温度である。
次に伝熱加熱による完全流体のエントロピーの増加を求
めると、
エントロピーは、
ds= dQ/T (但しQは加熱量)・・・・・・
(2)熱力学第一法則によれば、
dQ= dE+pdV (但し、E、内部エネルギー
、p;圧力、■、比体積)・・・・・・(3)
状態方程式は、
p=Rρ丁 (但し、ρ(=1/V)は密度、Rはガス
定数)・・・・・・(4)
としてそれぞれ表わすことができる。したがって、上記
(2)、(3)、(4)式より、
Tds=dQ=dE+RdT−dp/ρとなり、これを
積分した次式がエントロピーの増加となる。
f Tds= f dE+RJ dT−f (dp/ρ
)=−F(dp/ρ) ・・・・・・(5)一
方、加熱を伴わない断熱圧縮流の場合、S=一定、ρ=
一定であるから、
Dr/Dt=0となり、したがって、r=一定となって
循環は一定となって保存され、循環の増強はない。
垂直渦巻き流の運動方程式および湯度は、v”/r=
(1/ρ)・(dp/dr) ・−・・・(6)ζ=
(1/r)・δ(rv)/δr ・・・・・・(7)と
して表わすことができる。但し、pは圧力、■は円周速
度、ζは湯度、rは半径である。
上記(1)、(5)、(6)式より、湯循環の時間的変
化は次式で与えられる。
DF/Dt= −f f (v’/r)dr−dθ ・
・・・・・(8)積分範囲はθ=θ〜2π、r=oo〜
0である。
ところで、渦断面は第4図に示されるように、中心部の
強制渦(I)と、その外縁の自由渦(II)からなって
おり、これをランキンの組合せ渦と称している。これに
上記の考えを適用すると、ランキンの組合せ渦の場合、
ζ=一定であるから、(7]・式の一般解は、
■= ωr十に/r ・・・・・・ (9)となる
。但し、ω=角速度、k=F/2πである。
したがって、
(I)強制渦てはζ=2ω、r=2πr2ωであるから
V−ωr ・・・・・・(10)
(II)自由渦ではω=0であるから、v= r’ /
2yr r −−・・−・(11)として表わすこと
ができる。そして、強制渦の外縁(r= a)は禍根を
構成し、この場合にはに= a2ωとなる。
ここで、上記ランキンの組合せ渦における循環の時間的
変化は、0≦r≧■として、(8)式より、Dr” /
Dt= 2yr (f CLI 2rdr+f k2
r−3drl=2πω2 a 2 ・・・・・・(
12)r=aでの循環F、=2yr ωa2であるから
、(12)式より、
DI” /Dt= (IJ r’ 、=−・−(13)
禍根半径aにおける循環F、の時間的変化は、ω=一定
、1=0、r 、= r 、としテ(13)式を積分す
ると、
r” a =T’ oeWI +・+ ・・+
(14)したがって、
■回転翼車がない場合、ω=0であるから、F。
=一定にして加熱による循環の増強は起こらない。
■回転翼車の回転数が大きい場合、ω〉0となり、加熱
により循環r、は急速に増加する。
このようなことから、渦流を生成させ、これを加熱する
ことにより渦流の循環が増大されて大きな回転トルクを
発生させることかできるのである。
B1組合せによるエネルギ変換の相乗効果上述のように
加熱による循環の増加率は禍根の強さとその半径の積の
二乗に比例するので、風車の下方で渦流を作り、この渦
流の裾野を広くして禍根の半径をできるだけ大きくし、
太陽熱による受熱面積を大きくすればよい。そして、初
期の湯度は風車の回転力を利用し、風車の垂直軸によっ
て回転される翼車の回転トルクによって初期温度を大き
くすればよい。このようにすることによって渦流の生成
と加熱による循環増強作用の相乗作用により、大きなエ
ネルギを発生させ、継続的にエネルギ変換を行なわせる
ことができるのである。According to the above configuration, when the wind turbine rotates in response to the wind, the blade wheel installed in the wind tunnel is driven to rotate, and a swirling flow is generated in the wind tunnel. This swirling flow is heated by the wind tunnel wall, which receives solar heat, and heat is absorbed into the swirling flow. The core of the swirling flow in a wind tunnel expands due to its centrifugal force and heat absorption, which strengthens the vortex circulation. This enhanced vortex circulation and wind tunnel throttling effect accelerates the mainstream inside the wind tunnel, increasing the energy of the blast, and the output impeller installed at the exit of the wind tunnel is rotated with high energy, making it possible to obtain power. be. Next, the present invention will be explained in detail. A. Principle of energy enhancement of vertical spiral flow by heating The principle of energy enhancement of vertical spiral flow in combination with a vertical axis wind turbine is as follows. The following equation holds true for a complete fluid swirl flow with a change in entropy S. DI'/Dt=f Tds --- (1) Integration is performed for any closed curve. However, F: circulation of vertical spiral flow, t1 time, T: absolute temperature. Next, when calculating the increase in entropy of a perfect fluid due to heat transfer heating, the entropy is: ds= dQ/T (where Q is the amount of heating)...
(2) According to the first law of thermodynamics, dQ = dE + pdV (where E, internal energy, p; pressure, ■, specific volume)... (3) The equation of state is p = Rρ ( (4) where ρ (=1/V) is the density and R is the gas constant. Therefore, from the above equations (2), (3), and (4), Tds=dQ=dE+RdT−dp/ρ, and the following equation obtained by integrating this becomes the increase in entropy. f Tds= f dE+RJ dT-f (dp/ρ
)=-F(dp/ρ) ・・・・・・(5) On the other hand, in the case of adiabatic compressed flow without heating, S=constant, ρ=
Since it is constant, Dr/Dt=0, so r=constant and the circulation is constant and conserved, and there is no enhancement of circulation. The equation of motion and hot water temperature of vertical spiral flow are v”/r=
(1/ρ)・(dp/dr) ・−・(6)ζ=
It can be expressed as (1/r)·δ(rv)/δr (7). However, p is pressure, ■ is circumferential velocity, ζ is hot water temperature, and r is radius. From the above equations (1), (5), and (6), the temporal change in hot water circulation is given by the following equation. DF/Dt=-f f (v'/r)dr-dθ ・
...(8) Integral range is θ=θ~2π, r=oo~
It is 0. By the way, as shown in FIG. 4, the vortex cross section consists of a forced vortex (I) at the center and a free vortex (II) at its outer edge, and this is called a Rankine combined vortex. Applying the above idea to this, in the case of a Rankine combinatorial vortex,
Since ζ=constant, the general solution to equation (7) is: (9) where ω=angular velocity and k=F/2π. Therefore, (I) Since ζ = 2ω and r = 2πr2ω in a forced vortex, V-ωr (10) (II) Since ω = 0 in a free vortex, v = r' /
2yr r --- (11). The outer edge (r = a) of the forced vortex constitutes the root of the vortex, and in this case, = a2ω. Here, the temporal change in circulation in the Rankine combination vortex is calculated from equation (8), where 0≦r≧■, Dr”/
Dt= 2yr (f CLI 2rdr+f k2
r-3drl=2πω2 a 2 ・・・・・・(
12) Since the circulation F at r=a is =2yr ωa2, from equation (12), DI” /Dt= (IJ r' , =-・-(13)
The temporal change in the circulation F at the root radius a is as follows: ω = constant, 1 = 0, r , = r , and by integrating equation (13), r'' a = T' oeWI +・+ ・・+
(14) Therefore, ■If there is no rotor, ω=0, so F. = constant and no enhancement of circulation due to heating occurs. ■When the rotational speed of the rotary impeller is large, ω>0, and the circulation r rapidly increases due to heating. For this reason, by generating a vortex and heating it, the circulation of the vortex can be increased and a large rotational torque can be generated. Synergistic effect of energy conversion by B1 combination As mentioned above, the rate of increase in circulation due to heating is proportional to the square of the product of the strength of the root and its radius, so by creating a vortex below the wind turbine and widening the base of this vortex. Increase the radius of the root of the disaster as much as possible,
All you have to do is increase the area that receives heat from the sun. The initial hot water temperature can be determined by using the rotational force of a windmill and increasing the initial temperature by the rotational torque of a blade wheel rotated by the vertical axis of the windmill. By doing this, a large amount of energy can be generated through the synergistic effect of the generation of eddy currents and the circulation enhancement effect caused by heating, and it is possible to continuously perform energy conversion.
以下に本発明に係る風力・太陽熱複合動力発生方法およ
び装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
第1図〜第2図は本発明を発電装置に応用した実施例を
示す。図示のように、実施例に係る発電装置は垂直に立
設された風洞10を有し、これは下端を末広がりに形成
されたスカート12を備えている。スカート12は敷地
面14と間隔をおいて配置され、その外周端に空気取入
れ口16を形成している。このスカート12を含む風洞
10はその壁面を太陽熱吸収膜によって形成しており、
外面を太陽光に晒すことにより内部に導入された空気を
加熱するようにしている。
垂直に立設された風洞10は上端を開口しており、風洞
10の中心部には垂直回転軸17が配設され、その上端
を風洞開口端のより更に上方に延設させ、その先端部に
風車18を取り付けている。
風車18は、第3図に示すように、回転軸17の外周囲
に前記回転軸17と平行な軸回りに俯仰可能に複数の可
動翼20を取付けた構造とされている。すなわち、この
風車18は垂直回転軸17に一体的に取付けられる回転
円筒22を有し、その外周に内リング24と外リング2
6とをやはり一体的に取付けている。このような回転体
において、外リング28には前記垂直回転軸17と平行
な翼支軸30が周方向に等間隔に設けられ、これに前記
可動翼20が取付けられている。可動翼20は翼支軸3
0を中心として回転可能とされ、前縁20Aが外リング
28を含む円筒胴表面から起立し、かつ後縁2OBが同
時に前記円筒胴内に引き込まれるように取付けられ、前
縁2OA側を俯仰動作可能にしている。また、可動翼2
0の後縁2OBには前記回転円筒22の周面に枢着され
たコイルバネ32が連結され、通常状態において可動翼
20が外リング28の周面に倣う配置形態をとるように
拘束支持している。このため、優圧を受けない場合には
平面的には外リング28に沿って整列する構造とされる
。そして、この風車18が風を受けたときには、可動翼
20の後縁2OBかコイルバネ32による弾性力に抗し
て内リング24側に沈み込み、反対に前縁2OAが外リ
ング28の円周面から起立できるようにしている。
一方、上記風車18によって回転される垂直回転軸17
の下端は敷地面14にて支持されているが、この軸下端
部には回転翼車34か一体的に取付けられ、風車18と
ともに回転されるようになっている。回転翼車34は風
洞10の本体部とスカート12の接合部分に配置され、
回転によりスカート12の空気取入れ口16から空気を
吸込んで風洞10の上方に向けて吹き出し、かつ吹出流
が渦流となるように構成されている。すなわち、回転翼
車34は軸流送風用の羽根車により形成されている。こ
のようなことから、風車18が風を受けて回転されるこ
とにより、風洞10内の回転翼車34が回転駆動され、
これによってスカート12の空気取入れ口16から空気
が取込まれ、太陽熱で加熱されつつ風洞10を渦流状態
で吹上げられるようになるのである。
前記風洞10の上端開口部には吹上げられてくる渦空気
流を受けて回転エネルギとして取り出すための出力用翼
車としてのタービン36が取付けられている。このター
ビン36は垂直回転軸17と同心に取付けられた回転軸
37を有し、この回転軸37の外周に翼を取付けて風洞
開口を覆うように配置されており、吹上げられる空気渦
流によって回転されるように構成されている。そして、
このようなタービン36の外周にはリング歯車40が備
えられている。また、タービン36の外周囲には複数の
発電機42が配置され、この発電機42の入力用歯車4
4と前記リング歯車4oとを噛み合わせ、タービン36
の回転動力によって発電機42を駆動するようにしてい
る。この場合、リング歯車40と発電機42の歯車44
とは常時噛み合い方式とせず、クラッチ機構等を介在さ
せ、タービン36の回転動力に応じて起動段数を調整す
るようにしてもよい。
このように構成された発電装置の作用は次のようになる
。最上端に位置する風車18はある方向から風を受ける
と、この風向きに前縁2OAが対向している半部の部分
では、可動翼20の前縁20Aが起立し、風圧により迎
角か増して風車18に回転モーメントを生じる。同時に
風向きに後縁2OBが対向している残りの半部の部分で
はコイルバネ32の作用により可動翼20か外リング2
8の円周に沿うように前縁2OAが沈み込み、風向きと
逆方向の風車回転モーメントが減少する。
これにより風車18は常に風向きに応じて回転動力を増
すように可動翼20が作動し、翼による回転抵抗を小さ
くすることができる。
このようにして風車18が回転されると、垂直回転軸1
7を介して風洞10内の下部に取付けた回転翼車34が
回転駆動され、スカート12の空気取入れ口16から外
気が取込まれ、回転翼車34の案内翼を通して円周方向
から流入する空気流を強力な禍根流に変換する。スカー
ト12および風洞10の壁面は太陽熱吸収膜によって形
成されているので、空気取入れ口16から導入された空
気流は熱の吸収をなす。その結果、禍根流の加熱作用に
より垂直渦流の循環が急速に増強され1、これが上流に
伝達される。このように循環増強されて風洞10内を上
昇する流れは風洞10の出口に配置されたタービン86
に作用し、これを回転駆動する。このようにして得られ
た回転動力はタービン36に噛み合った発電機42を駆
動し、強力な電力を得ることかできるのである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the wind/solar combined power generation method and apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a power generation device. As shown in the figure, the power generation device according to the embodiment has a wind tunnel 10 that is vertically erected, and is provided with a skirt 12 that is formed to widen at the lower end. The skirt 12 is arranged at a distance from the site surface 14 and forms an air intake port 16 at its outer peripheral end. The wall surface of the wind tunnel 10 including this skirt 12 is formed of a solar heat absorbing film.
By exposing the outside to sunlight, the air introduced inside is heated. The vertically erected wind tunnel 10 has an open upper end, and a vertical rotating shaft 17 is disposed at the center of the wind tunnel 10. A windmill 18 is attached to the As shown in FIG. 3, the wind turbine 18 has a structure in which a plurality of movable blades 20 are attached to the outer periphery of a rotating shaft 17 so as to be movable up and down about an axis parallel to the rotating shaft 17. That is, this windmill 18 has a rotating cylinder 22 that is integrally attached to the vertical rotating shaft 17, and has an inner ring 24 and an outer ring 2 on its outer periphery.
6 are also integrally attached. In such a rotating body, blade support shafts 30 parallel to the vertical rotation axis 17 are provided on the outer ring 28 at equal intervals in the circumferential direction, and the movable blades 20 are attached to these. The movable wing 20 is attached to the wing support shaft 3
The leading edge 20A is mounted so as to stand up from the surface of the cylindrical body including the outer ring 28, and the trailing edge 2OB is simultaneously drawn into the cylindrical body, and the leading edge 2OA side can be moved up and down. It makes it possible. In addition, movable wing 2
A coil spring 32 pivotally attached to the circumferential surface of the rotary cylinder 22 is connected to the trailing edge 2OB of the rotary cylinder 22, and is restrained and supported so that the movable blade 20 follows the circumferential surface of the outer ring 28 in a normal state. There is. Therefore, when no superior pressure is applied, the structure is such that they are aligned along the outer ring 28 in a plan view. When the windmill 18 receives wind, the trailing edge 2OB of the movable blade 20 sinks toward the inner ring 24 against the elastic force of the coil spring 32, and on the contrary, the leading edge 2OA sinks into the circumferential surface of the outer ring 28. I am able to stand up from the ground. On the other hand, a vertical rotation shaft 17 rotated by the windmill 18
The lower end of the shaft is supported on the site surface 14, and a rotary impeller 34 is integrally attached to the lower end of this shaft so that it rotates together with the windmill 18. The rotor wheel 34 is arranged at the joint between the main body part of the wind tunnel 10 and the skirt 12,
Air is sucked in from the air intake port 16 of the skirt 12 by rotation and blown out toward the upper part of the wind tunnel 10, and the blowing flow becomes a vortex flow. That is, the rotary impeller 34 is formed of an impeller for axial flow blowing. For this reason, when the wind turbine 18 is rotated by the wind, the rotary impeller 34 in the wind tunnel 10 is rotationally driven.
As a result, air is taken in through the air intake port 16 of the skirt 12, heated by solar heat, and blown up through the wind tunnel 10 in a whirlpool state. A turbine 36 is attached to the upper end opening of the wind tunnel 10 as an output impeller for receiving the vortex airflow blown up and extracting it as rotational energy. This turbine 36 has a rotating shaft 37 installed concentrically with the vertical rotating shaft 17, and blades are attached to the outer periphery of this rotating shaft 37 so as to cover the wind tunnel opening, and are rotated by the vortex of air blown up. is configured to be and,
A ring gear 40 is provided on the outer periphery of such a turbine 36. Further, a plurality of generators 42 are arranged around the outer periphery of the turbine 36, and the input gear 4 of the generator 42 is
4 and the ring gear 4o are engaged, and the turbine 36
The generator 42 is driven by the rotational power of the motor. In this case, the ring gear 40 and the gear 44 of the generator 42
Instead of using a constant meshing method, a clutch mechanism or the like may be used to adjust the number of startup stages according to the rotational power of the turbine 36. The operation of the power generating device configured in this way is as follows. When the wind turbine 18 located at the top end receives wind from a certain direction, the leading edge 20A of the movable blade 20 stands up in the half where the leading edge 2OA faces the wind direction, and the angle of attack increases due to wind pressure. This generates a rotational moment in the wind turbine 18. At the same time, in the remaining half where the trailing edge 2OB faces the wind direction, the movable blade 20 or the outer ring 2 is moved by the action of the coil spring 32.
The leading edge 2OA sinks along the circumference of the wind turbine 8, and the wind turbine rotation moment in the opposite direction to the wind direction decreases. As a result, the movable blades 20 of the wind turbine 18 always operate to increase the rotational power according to the wind direction, and the rotational resistance due to the blades can be reduced. When the windmill 18 is rotated in this way, the vertical rotation axis 1
A rotary impeller 34 attached to the lower part of the wind tunnel 10 is driven to rotate through the rotary impeller 7 , outside air is taken in from the air intake port 16 of the skirt 12 , and air flows in from the circumferential direction through the guide vanes of the rotary impeller 34 . Converts the flow into a powerful magekonryu. Since the skirt 12 and the wall surface of the wind tunnel 10 are formed of a solar heat absorbing film, the air flow introduced from the air intake port 16 absorbs heat. As a result, the circulation of the vertical vortex is rapidly strengthened by the heating effect of the magnifying flow, and this is transmitted upstream. The flow that is circulated upward in the wind tunnel 10 is circulated by a turbine 86 disposed at the outlet of the wind tunnel 10.
and rotates it. The rotational power thus obtained drives the generator 42 meshed with the turbine 36, thereby making it possible to obtain powerful electric power.
以上説明したように、本発明によれば、風車によって得
られる回転力によって吸込み渦流を形成し、渦流に太陽
熱による加熱を行なって湯循環の増強を図りつつ、これ
を回転動力として取り出すことができるので、高いエネ
ルギー回収を図ることができ、設備負担も極めて小さい
風力・太陽熱複合動力発生方法および装置を得ることが
できるのである。As explained above, according to the present invention, a suction vortex is formed by the rotational force obtained by the windmill, and this can be extracted as rotational power while heating the vortex with solar heat to enhance hot water circulation. Therefore, it is possible to obtain a wind/solar thermal combined power generation method and device that can achieve high energy recovery and have an extremely small burden on equipment.
第1図は実施例に係る発電装置の正面図、第2図は同平
面構成図、第3図は風車の平面断面図、第4図は渦断面
図、第5図はランキン渦の説明図である。
10・・・・・・風洞、12・・・・・・スカート、1
6・・・・・空気取入れ口、17・・・・・・垂直回転
軸、18・・・・・・風車、20・・・・・・可動翼、
34・・・・・・回転翼車、36・・・・・・タービン
、42・・・・・・発電機。
代理人 弁理士 村 上 友 −
第1m1
10:風胴 34:回転翼車
12ニス1−) 36:ヌーヒ′ンI6
:電八」L入れ口 42 j ll’を初(
17I」回転軸 ・
188風車
第2図
IJ 3 図
但
第 4 図
手続補正書
と
平成2年特許願第306538号
2、発明の名称
風力・太陽熱複合動力発生方法および装置3、補正をす
る者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都町田市図師町622番地の7氏
名 飯 1) 平 八 部4、代 理
人
住 所 〒171東京都豊島区西池袋5丁目10番2
号?、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄。
)、補正の内容
(1)、明細書第8頁第17行の「0≦r≧■」を「0
≦r≦X」と改める。
以上Fig. 1 is a front view of the power generation device according to the example, Fig. 2 is a plan configuration diagram thereof, Fig. 3 is a plan cross-sectional view of the wind turbine, Fig. 4 is a vortex cross-sectional view, and Fig. 5 is an explanatory diagram of Rankine vortices. It is. 10...Wind tunnel, 12...Skirt, 1
6... Air intake, 17... Vertical rotation axis, 18... Wind turbine, 20... Movable blade,
34... rotor, 36... turbine, 42... generator. Agent Patent Attorney Tomo Murakami - 1st m1 10: Wind cylinder 34: Rotary wheel 12 Niss 1-) 36: Nuhin I6
:Denhachi" L entrance 42 j ll' for the first time (
17I" rotating shaft / 188 wind turbine Figure 2 IJ 3 Figure 4 Figure procedure amendment and 1990 Patent Application No. 306538 2, title of invention Wind-solar combined power generation method and device 3, case of person making amendment Relationship with Patent applicant address Mr. 7, 622 Zushicho, Machida City, Tokyo
Mei 1) Heihachi Part 4, Deputy
Address 5-10-2 Nishiikebukuro, Toshima-ku, Tokyo 171
issue? , Detailed description of the invention in the specification to be amended. ), content of amendment (1), “0≦r≧■” on page 8, line 17 of the specification has been changed to “0
≦r≦X”. that's all
Claims (2)
内に渦流として通風させつつ、前記風洞壁を太陽加熱す
ることにより前記渦流の循環を増大させ、この循環渦の
通風力を回転動力として取り出すことを特徴とする風力
・太陽熱複合動力発生方法。(1) The circulation of the vortex is increased by solar heating the wind tunnel wall while the blade wheel driven by the rotation of the windmill generates a vortex in the wind tunnel, and the ventilation force of the circulating vortex is used as rotational power. A wind/solar power combined power generation method characterized by extracting power from the wind and solar power.
とともに、風洞壁を太陽熱吸収膜により形成し、前記風
洞の出口側には前記回転翼車により生成され太陽熱によ
り渦循環増大された渦流を受けて回転される出力用翼車
を設置したことを特徴とする風力・太陽熱複合動力発生
装置。(2) A rotary impeller connected to a windmill is placed in a wind tunnel, and the wind tunnel wall is formed of a solar heat absorbing film, and on the exit side of the wind tunnel, vortex circulation is increased by the solar heat generated by the rotary impeller. A wind/solar thermal combined power generation device characterized by installing an output impeller that is rotated by receiving a vortex flow.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30653890A JPH04179868A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Wind power and solar heat combined power generation method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30653890A JPH04179868A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Wind power and solar heat combined power generation method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04179868A true JPH04179868A (en) | 1992-06-26 |
Family
ID=17958244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30653890A Pending JPH04179868A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Wind power and solar heat combined power generation method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04179868A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100910582B1 (en) * | 2009-03-03 | 2009-08-03 | (주)한국주조 | Wind power generator using solar |
| KR100938538B1 (en) * | 2008-01-14 | 2010-01-25 | 이종수 | Solar vortex chimney power plant with solar chimney |
| JP2013516579A (en) * | 2010-01-05 | 2013-05-13 | マイケル アーロン | Vertical axis variable shape wind energy collector |
| TWI650480B (en) * | 2016-06-14 | 2019-02-11 | 崑山科技大學 | Wind turbine and its wind power equipment |
| JP2019506556A (en) * | 2015-12-07 | 2019-03-07 | スマート・オート・ラブズ・インク | Vehicle resistance reduction and power generation system |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP30653890A patent/JPH04179868A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100938538B1 (en) * | 2008-01-14 | 2010-01-25 | 이종수 | Solar vortex chimney power plant with solar chimney |
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