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流体発電用回転装置および流体発電装置 NEW 新技術説明会

国内特許コード P180014988
整理番号 (S2015-0376-N0)
掲載日 2018年5月23日
出願番号 特願2016-568339
出願日 平成27年12月25日(2015.12.25)
国際出願番号 JP2015086353
国際公開番号 WO2016111209
国際出願日 平成27年12月25日(2015.12.25)
国際公開日 平成28年7月14日(2016.7.14)
優先権データ
  • 特願2015-001885 (2015.1.7) JP
発明者
  • 高橋 勉
  • 吉武 裕美子
  • 小又 直
  • 植木 由記子
出願人
  • 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 流体発電用回転装置および流体発電装置 NEW 新技術説明会
発明の概要 流体の運動エネルギを電気エネルギに変換する流体発電用の回転装置において、縦渦を駆動力として利用することで、高強度で堅牢な翼型である円柱等の回転体を回転させるとともに、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で効率的に発電可能な流体発電用回転装置および流体発電装置を提供する。
当該発電用回転装置は、回転体3と、前記回転体3に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して交差する少なくとも1つの交差部を有する後流物体8とを備える構成とした。
従来技術、競合技術の概要


身近にある自然エネルギを利用した環境発電として最も実績のあるのが、流れのエネルギから電気エネルギを得る方法である。本発明の発明者らはこの方法を利用した発電装置として、 縦渦励振現象を利用する振動発電装置を提案している(例えば、特許文献1参照)。この振動発電装置は、流体の流れ方向に対し長手方向が交差するように配設された第1の柱状体と、当該第1の柱状体に対し離間して長手方向が交差するように配設された第2の柱状体とを有する。縦渦励振は、第1の柱状体と第2の柱状体との離間間隔が第1の柱状体の直径に対して所定の値になる場合に、第1の柱状体と第2の柱状体との交差部近傍から周期的に発生する縦渦により生ずるものである。



一方、風力や水力から電気エネルギを得る一般的な方法は、風車や水車などを回転させて発電機を回す方法である。特に風力発電に着目すると、大型の風力発電装置ではプロペラ型(水平軸型)が主に用いられている。その回転力を得る原理は、プロペラ型の風車が流れの中に置かれると、翼のまわりに非対称な流れ場が形成され、流れと垂直方向に揚力が発生し、翼が回転するものである。このような大型の風力発電 装置では、高出力化を図るための翼の大型化に伴い、翼の内部に補強材を設けることで、風の抵抗や回転に伴う翼の破損や撓みを予防している(例えば、特許文献2参照)。



また、小型風力発電装置では、昆虫(例えばトンボ)の翅脈、植物(例えば飛翔する楓の実の)葉脈等にヒントを得て、薄肉翼に葉脈あるいは翅脈状紋様の突起を与え、翼強度を増加させると同時に翼性能を向上させる提案がなされている(例えば、特許文献3参照)。

産業上の利用分野


本発明は流体発電用回転装置および流体発電装置に関し、特に風力あるいは水力等の自然エネルギを電気エネルギに変換するための装置に 好適なものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも1つの交差部を有する後流物体と
を備えたことを特徴とする流体発電用回転装置。

【請求項2】
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする請求項1記載の流体発電用回転装置。

【請求項3】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の流体発電用回転装置。

【請求項4】
前記後流物体が、少なくとも2つの前記回転体との交差部を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項5】
前記回転体がプロペラ翼形状の翼型部を有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項6】
前記回転体を第1回転体とし、前記第1回転体と同軸に設けられ、プロペラ翼形状の翼型部を有する第2回転体とで構成されることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項7】
前記後流物体がリング状または円筒形状であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項8】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して 連続的に形成されたものであることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項9】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されたものであることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項10】
前記後流物体が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項11】
リング状または円筒形状の前記後流物体 の前記回転体に対向する面が、幅広部と、前記幅広部よりも幅の狭い幅狭部とを有することを特徴とする請求項7~10のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項12】
リング状または円筒形状の前記後流物体 が2つ以上に分割された分割体を有し、複数の前記分割体がそれぞれ前記回転体に対向する面の角度を変更可能に設けられたことを特徴とする請求項7~11のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項13】
回転軸体の長手方向が前記後流物体の表面に略平行であり、前記回転体は、前記回転軸体の長手方向に略直交する台座面を有する台板と、前記台座面に立設する少なくとも1つの回転翼体 とを備えることを特徴とする請求項1 ~3のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項14】
前記後流物体が、前記回転軸体と同軸の軸心を有する柱状体または円筒 形状であり、前記少なくとも1つの回転翼体 の内側に設けられることを特徴とする請求項13に記載の流体発電用回転装置。

【請求項15】
前記回転体を角振動させるように配設された弾性体 による固有振動数調整部を備えたことを特徴とする請求項1~14のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項16】
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載の流体発電用回転装置。

【請求項17】
回転体と、前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも1つの交差部を有する後流物体とを備え、前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。

【請求項18】
前記発電手段が回転発電機であることを特徴とする請求項17に記載の流体発電装置。

【請求項19】
前記回転体が磁石を備え、前記後流物体が発電用コイルを備えることを特徴とする請求項17に記載の流体発電装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016568339thum.jpg
出願権利状態 公開
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