JP2010096077A - 水のエネルギを電力に変換する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水の流れに浸漬させた翼(01)にフラッタ現象を生起させること、そのフラッタ現象を構成する翼(01)の振動のうち、流れを横切るように動く往復並進運動を抽出し、電力に変換すること、且つ前記フラッタ現象を生起させるために必要な値の質量付加を、前記往復並進運動を円盤(14)の往復回転運動に変換させ、その回転慣性モーメントによって行なう。そのために、前記翼(01)を往復並進運動可能に、板ばね(05,05)によって弾性的に支持すると共に、前記翼の往復並進運動を、ボールねじ軸(11)を介して前記円盤(14)の往復回転運動に変換する。
【選択図】図1
Description
大屋裕二,「風レンズ効果を利用した風力発電について」,A&Aセミナー,May,2001
(1)翼が流れに対する迎え角をプラスマイナス変化させるピッチング運動(往復回転運動)
(2)翼が流れを横切るように動く往復並進運動
の重ね合わせであって、(1),(2)の動きは,ほぼ90度位相がずれていて、その結果,翼は魚がくねって泳ぐように運動する。なお、発電は上記動きのうちの(2)の動きを利用して行なう。
なお、ここでボールねじとは、雄ねじ部分を構成するボールねじ軸とそれが螺着される雌ねじ部分との組み合わせのことである。
(1)翼01が流れに対する迎え角をプラスマイナス変化させる往復回転運動(ピッチング運動)
(2)翼01が流れを横切るように動く往復並進運動
の重ね合わせたものであって、(1),(2)の動きは,ほぼ90度位相がずれていて、そのとき翼01は魚が身体をくねらせて泳ぐように挙動を示す。さらに本発明の発電は,上記動きのうちの(2)の動きを利用したものである。
(1)翼01が流れに対する迎え角をプラスマイナス変化させる往復回転運動(ピッチング運動)
(2)翼01が流れを横切るように動く往復並進運動
の重ね合わせたものであって、(1),(2)の動きは,ほぼ90度位相がずれていて、そのとき翼01は魚がくねって泳ぐような挙動を示す。なお、本発明では,上記動きのうちの(2)の動きを発電に利用するものである。
翼仕様:
翼弦長: 100mm
翼幅 : 300mm
翼型 :NACA0015
往復並進運動部分:
固有振動数 : 5.7rad/s(0.907Hz)
質量 : 23.6kg(内 16.3kgを質量付加機構で付加)
ピッチング振動数 : 6.0rad/s(0.955Hz)
水の流速: 1m/s
水の流れによって理論通りにフラッタ現象が生起した。
往復並進運動振幅: 53mm
発電効率: 37.2%
発電量 : 4.4W
02 軸
03 軸受け
04 棒状往復並進部材
05 板ばね
06 架構
10 質量付加機構
11 ボールねじ軸
12 雌ねじ部
13 軸受け
14 円盤
20 発電機
30 モータ
40 電磁ダンパー
41 永久磁石
42 帯状金属片
43,44 ロードセル
Claims (10)
- 水の流れに浸漬させた翼にフラッタ現象を生起させること、そのフラッタ現象を構成する翼の振動のうち、流れを横切るように動く往復並進運動を抽出し、電力に変換すること、且つ前記フラッタ現象を生起させるために必要な値の質量付加を、前記往復並進運動を回転体の往復回転運動に変換させ、その回転慣性モーメントによって行なうことを特徴とする水のエネルギを電力に変換する方法。
- 前記翼を往復並進運動可能に、板ばねによって弾性的に支持することを特徴とする請求項1に記載の水のエネルギを電力に変換する方法。
- 前記翼の往復並進運動を、ボールねじを介して前記回転体の往復回転運動に変換することを特徴とする請求項1又は2に記載の水のエネルギを電力に変換する方法。
- 前記フラッタ現象を構成する翼振動のうち、その翼が流れに対する迎え角をプラスマイナス変化させるピッチング運動(往復回転運動)をモータによって強制的に起こさせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の水のエネルギを電力に変換する方法。
- 前記翼の断面形状が前後対称であり、ピッチング運動(往復回転運動)の中心が翼弦中央であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の水のエネルギを電力に変換する方法。
- 水の流れに浸漬させ、フラッタ現象を生起させる翼と,そのフラッタ現象に基づく翼の振動のうち、水の流れを横切るように動く往復並進運動に連動して往復回転運動する回転体と,を備えており、且つその回転体は、その慣性モーメントによって、前記フラッタ現象を生起させるために必要な値の質量付加を確保可能なものであることを特徴とする水のエネルギを電力に変換する装置。
- 前記翼を往復並進運動可能に、前記翼に連動して往復並進運動する往復並進部材を弾性支持する等長一対の平行な板ばねを備えていることを特徴とする請求項6に記載の水のエネルギを電力に変換する装置。
- 前記翼の往復並進運動を前記回転体の往復回転運動に変換するボールねじを備えていることを特徴とする請求項6又は7に記載の水のエネルギを電力に変換する装置。
- 前記フラッタ現象を構成する翼振動のうち、その翼が流れに対する迎え角をプラスマイナス変化させるピッチング運動(往復回転運動)を強制的に起こさせるモータを備えていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の水のエネルギを電力に変換する装置。
- 翼断面形状が前後対称であり、ピッチング運動(往復回転運動)の中心が翼弦中央である翼を備えていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の水のエネルギを電力に変換する装置。
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